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Nature of Mixed-Symmetry 2+ States in 94Mo from High-Resolution Electron and Proton Scattering and Line Shape of the First Excited 1/2+ State in 9Be

Burda, Oleksiy :
Nature of Mixed-Symmetry 2+ States in 94Mo from High-Resolution Electron and Proton Scattering and Line Shape of the First Excited 1/2+ State in 9Be.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2008)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Nature of Mixed-Symmetry 2+ States in 94Mo from High-Resolution Electron and Proton Scattering and Line Shape of the First Excited 1/2+ State in 9Be
Language: English
Abstract:

The present work contains two parts. The first one is devoted to the investigation of mixed-symmetry structure in 94Mo and the second one to the astrophysical relevant line shape of the first excited 1/2+ state in 9Be. In the first part of the thesis the nature of one- and two-phonon symmetric and mixed-symmetric 2+ states in 94Mo is investigated with high-resolution inelastic electron and proton scattering experiments in a combined analysis. The (e,e′) experiments were carried out at the 169° magnetic spectrometer at the S-DALINAC. Data were taken at a beam energy Ee = 70 MeV and scattering angles Θe = 93° - 165°. In dispersion-matching mode an energy resolution ΔE = 30 - 45 keV (full width at half maximum) was achieved. The (p,p′) measurements were performed at iThemba LABS, South Africa, using a K600 magnetic spectrometer at a proton energy Ep = 200 MeV and scattering angles Θp = 4.5° - 26°. Typical energy resolutions were ΔE ≈ 35 keV. The data are compared to calculations in the quasiparticle-phonon model, shell model and interacting boson model with proton-neutron degrees of freedom. The combined analysis reveals a dominant one-phonon structure of the transitions to the first and third 2+ states, as well as an isovector character of the transition to the one-phonon mixed-symmetric state within the valence shell by the different momentum-transfer dependence in electron and proton scattering and the analysis of the microscopic wave functions. Excitation of the two-phonon states is sensitive to admixtures of one-phonon components, which are found to be small. Quantitatively consistent estimates of the one-phonon admixtures are obtained from both experimental probes when two-step contributions to the proton scattering cross sections are taken into account.In the second part of the thesis the line shape of the first excited 1/2+ state in 9Be is studied. Spectra of the in 9Be(e,e′) reaction were measured at the S-DALINAC at an electron energy Ee = 73 MeV and scattering angles of 93° and 141° with high energy resolution up to excitation energies Ex = 8 MeV. The form factor of the first excited state has been extracted from the data. The momentum transfer dependence of its form factor is well reproduced by the modern no-core shell model calculations. The astrophysical relevant 9Be(γ,n) cross sections have been extracted from the (e,e′) data. The resonance parameters of the first excited 1/2+ state in 9Be are derived in a one-level R-matrix approximation. The deduced resonance parameters averaged over all available (e,e′) data are ER = 1.748(6) MeV and ΓR = 274(8) keV in agreement with the latest direct (γ,n) experiment. However, the extracted B(E1) strength is a factor of two smaller than found in the latter indicating a violation of Siegert′s theorem at the photon point.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Die vorliegende Arbeit enthält zwei Teile. Der erste beschreibt die Untersuchung von Zuständen gemischtsymmetrischer Struktur in 94Mo. Der zweite beschäftigt sich mit der astrophysikalisch relevanten Linienform des ersten angeregten 1/2+ Zustandes in 9Be.Im ersten Teil wird die Natur der Ein- und Zweiphonon 2+ Zustände in 94Mo mit symmetrischem und gemischtsymmetrischem Charakter mit Hilfe hochauflösender inelastischer Elektronen- und Protonenstreuung in einer kombinierten Analyse untersucht. Die (e,e′)-Experimente wurden am 169°-Spektrometer des S-DALINAC durchgeführt. Daten wurden bei einer Strahlenergie Ee = 70 MeV und Streuwinkeln Θe = 93° - 165° aufgenommen. Im Energieverlustmodus wurde eine Energieauflösung von ΔE = 30 - 45 keV ("full width at half maximum") erreicht. Die (p,p′)-Messungen wurden am iThemba LABS, Südafrika, an einem K600-Spektrometer bei einer Protonenenergie Ep = 200 MeV und Streuwinkeln Θp = 4.5° - 26° durchgeführt. Die typische Energieauflösung war ΔE ≈ 35 keV. Die Daten wurden mit Rechnungen im Quasiteilchen-Phonon-Modell, Schalenmodell und Modell wechselwirkender Bosonen mit Proton-Neutron-Freiheitsgraden verglichen. Die kombinierte Analyse zeigt, dass die Übergänge zum ersten und dritten 2+ Zustand eine dominante Einphonon-Struktur besitzen. Der isovektorielle Charakter des Übergangs zum gemischtsymmetrischen Einphonon-Zustand innerhalb der Valenzschale kann anhand der verschiedenen Abhängigkeit des Impulsübertrages in der Elektronen- und Protonenstreuung und der Analyse der mikroskopischen Wellenfunktionen bestätigt werden. Die Anregung der Zweiphonon-Zustände ist empfindlich auf Beimischungen von Einphonon-Komponenten. Es kann gezeigt werden, dass diese klein sind. Nach der Berücksichtigung von Zweistufen-Prozessen in der Protonenstreuung werden quantitativ konsistente Abschätzungen der Einphonon-Beiträge aus beiden experimentellen Proben erhalten.Im zweiten Teil der Arbeit wird die Linienform des ersten angeregten 1/2+ Zustandes in 9Be studiert. Spektren der Reaktion 9Be(e,e′) wurden am S-DALINAC bei einer Elektronenenergie Ee = 73 MeV und Streuwinkeln von 93° und 141° mit hoher Energieauflösung bis zu Anregungsenergien Ex = 8 MeV gemessen. Der Formfaktor des ersten angeregten Zustandes wird aus den Daten gewonnen. Die Impulsübertragsabhängigkeit des Formfaktors wird durch moderne "no core" Schalenmodell-Rechnungen sehr gut wiedergegeben. Die astrophysikalisch relevanten 9Be(γ,n) Wirkungsquerschnitte werden aus der (e,e′)-Daten extrahiert und Resonanzparameter des ersten angeregten 1/2+ Zustandes in 9Be im Rahmen der R-Matrix-Theorie in Einzustandsnäherung bestimmt. Gemittelt über alle verfügbare (e,e′)-Daten erhält man ER = 1.748(6) MeV und ΓR = 274(8) keV in guter Übereinstimmung mit dem letzten direkten (γ,n)-Experiment. Die extrahierte B(E1) Übergangsstärke ist allerdings um einen Faktor zwei kleiner als in letzterem, was möglicherweise auf eine Verletzung des Siegert-Theorems am Photonenpunkt für diesen Übergang hinweist.German
Uncontrolled Keywords: hochaflösende Experimente, gemischtsymmetrische Zustände
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
hochaflösende Experimente, gemischtsymmetrische ZuständeGerman
high-resolution experiments, mixed-symmetry statesEnglish
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:22
Last Modified: 07 Dec 2012 11:53
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000927
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-9274
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Pietralla, Prof. Dr. Norbert and Roth, Prof. Dr. Robert and Feile, Prof. Dr. Rudolf
Advisors: Richter, Prof. Dr. Achim
Refereed: 19 November 2007
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/927
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