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Type-II Shell Evolution in 98Zr

Witt, Waldemar :
Type-II Shell Evolution in 98Zr.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2019)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Type-II Shell Evolution in 98Zr
Language: English
Abstract:

The atomic nuclei in the Zirconium isotopic chain show a ground-state shape transition uniquely pronounced in the nuclear chart with respect to its abruptness. Between the (mostly) ground-state spherical 96Zr and the ground-state deformed 100Zr, 98Zr lies somewhere between the beginning and the ending of this narrow transition area. This work quantifies the sudden onset of quadrupole collectivity at the transitional nucleus 98Zr. As measure for quadrupole collectivity, the first-time determination of the B(E2;2+ -> 0+g.s.) transition strength value of 98Zr was performed: A Coulomb excitation experiment with a radioactive 98Zr ion beam at the Argonne National Laboratory (USA) yielded a decisively small upper limit for the transition strength of interest. Complementary, the respective lifetime of the 2+1 level was measured with the RDDS method employing a 96Zr(18O, 16O)98Zr two-neutron transfer reaction at IFIN-HH (Romania). The analysis of the two independent experiments is described and the results combined and discussed. The findings are compared to recent theory and confirm the predicted shape coexistence in 98Zr as effect of type-II shell evolution. Consequently, the nucleus 98Zr is placed at the brink of the examined structural change and identified as closest nucleus to the critical point of the underlying quantum phase transition.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Die Atomkerne der Zirconium-Isotopenkette weisen in ihren Grundzuständen einen Kernformübergang auf, der in seiner Abruptheit in der Nuklidkarte einmalig ist. Zwischen dem im Grundzustand (größtenteils) sphärischen 96Zr und dem im Grundzustand deformierten 100Zr, lässt sich 98Zr nur vage in dieser schmalen Übergangsregion platzieren. Die vorliegende Arbeit quantifiziert den plötzlichen Anstieg an Quadrupol-Kollektivität im Übergangskern 98Zr. Als Maß für Quadrupol-Kollektivität wurde zum ersten mal der Wert der B(E2;2+ -> 0+g.s.) Übergangsstärke von 98Zr bestimmt: Durch Coulomb-Anregung eines radioaktiven 98Zr-Strahls in einem Experiment am Argonne National Laboratory (USA) wurde eine entscheidend kleine obere Schranke für den Wert der Übergangsstärke gewonnen. Ergänzend wurde die entsprechende Lebensdauer des 2+1 Zustands mit der RDDS Methode gemessen, wofür eine 96Zr(18O, 16O)98Zr Multineutrontransfer - Reaktion am IFIN-HH (Rumänien) angewandt wurde. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wird die Analyse der beiden unabhängigen Experimente beschrieben, sowie ihre Ergebnise zusammengeführt und diskutiert. Die Erkentnisse werden mit moderner Theorie verglichen und bestätigen die vorhergesagte Koexistenz verschiedener Kernformen in 98Zr als Folge der Typ-II Schalenentwicklung. Folglich wird der Kern 98Zr direkt an die Kante der untersuchten Kernstrukturänderung platziert und als Kern identifiziert, welcher dem kritischen Punkt des zugrundeliegenden Quantenphasenübergangs am nächsten ist.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Experimentelle Kernphysik > Experimentelle Kernstrukturphysik, Radioaktive Ionenstrahlen
Date Deposited: 11 Mar 2019 12:37
Last Modified: 11 Mar 2019 12:37
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-85367
Referees: Pietralla, Prof. Dr. Norbert and Aumann, Prof. Dr. Thomas
Refereed: 18 February 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/8536
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