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Autor: Burda, Oleksiy
Titel: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
Dissertation:TU Darmstadt, Fachbereich Physik, 2007

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Abstract auf Deutsch:


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.


Abstract auf Englisch:

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.

Dokument aufgenommen :2008-01-16
URL:http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000927