Kernstrukturuntersuchungen in mittelschweren Atomkernen mit der Methode der Kernresonanzfluoreszenz

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Dipolstärkeverteilung der stabilen Isotope 92Zr und 94Zr. Beide weisen sowohl eine gerade Protonen- als auch Neutronenanzahl auf. Angewendet wurde die Methode der Kernresonanzfluoreszenz, bei der reelle Photonen verwendet werden, um den Kern aus dem Grundzustand heraus in einen angeregten Zustand zu versetzen. Die Messungen wurden an zwei verschiedenen Experimentierplätzen durchgeführt. Zum einen am Darmstadt High Intensity Photon Setup (DHIPS) und zum anderen an der High Intensity Gamma-ray Source (HIGS). Während aus den Messungen an DHIPS Informationen über die Spinquantenzahl und den integrierten Wirkungsquerschnitt einzelner Zustände gewonnen werden können, geben die Messungen an HIGS Aufschluss über die Paritätsquantenzahl und das mittlere Verzweigungsverhältnis. Insgesamt konnten 105 dipolangeregte Zustände im Isotop 92Zr und 124 im Kern 94Zr identifiziert werden. Von diesen konnten, mit wenigen Ausnahmen, alle zum ersten Mal beobachtet werden. Die extrahierte Dipolstärkeverteilung wird auf das Auftreten der Pygmy Dipol Resonanz, die in benachbarten Kernen nachgewiesen werden konnte und der Spinflip M1-Resonanz, die in vorangegangenen Experimenten im Isotop 90Zr beobachtet werden konnte, untersucht. Zusätzlich dazu wird der Zwei-Phononenzustand durch den Vergleich mit der globalen Systematik identifiziert. Des Weiteren wird das bestimmte mittlere Verzweigungsverhältnis mit Rechnungen, die im Rahmen des statistischen Modells durchgeführt wurden, verglichen.

In the present work the dipole strength distribution in the stable even-even isotopes 92Zr and 94Zr is investigated. To excite the nuclei from the ground state to an excited state, real photons are used. This method is called Nuclear Resonance Fluorescence. The measurements were performed at two different setups. The first one is the Darmstadt High Intensity Photon Setup (DHIPS). At DHIPS the measurements yield information about the spin quantum number and the integrated cross section. The second part of the experiments took place at the High Intensity Gamma-ray Source (HIGS). Here, information about the parity quantum number and the averaged branching ratio of the excited state is accessible.

In total, 105 dipole excited states in the nucleus 92Zr and 124 in the isotope 94Zr are observed, most of them for the first time. The extracted dipole strength distribution is investigated for the existence of the pygmy dipole resonance that was observed in neighboring nuclei. Furthermore, in previously performed experiments on the isotope 90Zr, the spin-flip M1 resonance was observed as well. Therefore, also the magnetic dipole strength is investigated. Further, by comparison with global systematics, the two-phonon state is identified. Additionally, the averaged branching ratio is compared to the results of theoretical calculations in the framework of the statistical model.