Untersuchung der niedrig-liegenden elektrischen Dipolstärke und der Zerfallsstruktur der semi-magischen Kerne 44Ca und 140Ce mittels elastischer Photonenstreuung und inelastischer Protonenstreuung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Anregung und dem Zerfallsverhalten von J^pi=1^- Zuständen unterhalb der Teilchenschwelle in den beiden halbmagischen Kernen Ca-44 und Ce-140. Dazu wurde an Ca-44 ein Photonenstreu-Experiment am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC durchgeführt, um dessen Anregungsenergiebereich bis 10 MeV in Bezug auf elektrische und magnetische Dipol- bzw.elektrische Quadrupolstärke hochauflösend zu spektroskopieren. Diese Daten werden mit den Ergebnissen analoger Messungen an den Isotopen Ca-40 und ca-48 verglichen. Es zeigt sich, dass in Ca-44 mit einer Ausschöpfung der E1-Energiegewichteten Summenregel (E1-EWSR) von 0.39% in diesem Energiebereich etwas mehr Stärke gemessen werden konnte als in dem neutronenreicheren Kern Ca-48 (0.33%). Insgesamt wurden 29 J=1-Zustände erstmals beobachtet.Durch Messungen bei verschiedenen Endpunktsenergien konnten ausserdem 12 Verzweigungen in andere angeregte Zustände identifiziert und zugeordnet werden. Um das Zerfallsverhalten von im Kern Ce-140 durch (gamma,gamma')-Experimente gefundenen J^pi=1^- Zustände zu untersuchen, wurden (p,p'gamma)-Experimente am Tandem-Beschleuniger des Wright Nuclear Structure Laboratory der Yale University in New Haven, CT, USA durchgeführt. Die Messung diente der Klärung der Fragestellung, ob es sich beim ersten angeregten J^pi1^- Zustand bei 3.66 MeV um den gekoppelten |2_1^+ otimes 3_1^-;1^-> Zustand handelt. Man findet, dass die reduzierte Breite des E2-Zerfalls in den 3_1^- Zustand der B(E2)-Stärke des Grundzustands-Zerfalls des 2_1^+ Zustands entspricht, es sich somit um die Vernichtung des gleichen Quadrupol-Phonons handelt. Dies kann als Nachweis der Zwei-Phononen-Struktur des Zustands angesehen werden. Insgesamt konnte in diesem Experiment von 23 Zuständen erstmals das gamma-Zerfallsverhalten bestimmt werden.

This thesis deals with the excitation and decay pattern of J^pi=1^- levels in the semi-magic nuclei Ca-44 and Ce-140. A nuclear resonance fluorescence (NRF) experiment has been performed on Ca-44 at the Darmstadt superconducting electron accelerator S-DALINAC to investigate its electric and magnetic dipole- and electric quadrupole-strength distribution with high sensitivity. The results are compared to measurements on the nuclei Ca-40 and Ca-48. It can be seen, that in Ca-44 with an exhaustion of 0.39% of the E1 energy weighted sum rule (E1-EWSR) in the energy region up to 10 MeV more strength is observed than in the nucleus Ca-48 (0.33%). Overall, 29 J=1-levels in Ca-44 could be identified for the first time. In addition, using different endpoint energies in the NRF experiment, 12 branchings to other excited levels were isolated and assigned to initial states. To investigate the decay pattern of J^pi=1^- levels in the nucleus Ce-140, (p,p'gamma)-experiments have been performed at the tandem accelerator of the Wright Nuclear Structure Laboratory at Yale University in New Haven, CT,USA. The measurement was accomplished to investigate, if the first J^pi=1^- level at 3.66 MeV has a coupled |2_1^+ \otimes 3_1^-;1^-> state structure. It was found, that the B(E2)-strength to the 3_1^- state approximately equals the B(E2)-strength of the ground state decay of the 2_1^+ level, and therefore can be described as the annihilation of the same quadrupole-phonon. This is the verification of the two-phonon structure of the 1^- state. The decay pattern of a total of 23 states could be assigned for the first time in this experiment.