Linking partial and quasi dynamical symmetries in rotational nuclei and shell evolution in 96-Zr

The first part of this thesis revolves around symmetries in the sd-IBA-1. A region of approximate O(6) symmetry for the ground-state band, a partial dynamical symmetry (PDS) of type III, in the parameter space of the extended consistent-Q formalism is identified through quantum number fluctuations. The simultaneous occurrence of a SU(3) quasi dynamical symmetry for nuclei in the region of O(6) PDS is explained via the beta=1, gamma=0 intrinsic state underlying the ground-state band. The previously unrelated concepts of PDS and QDS are connected for the first time and many nuclei in the rare earth region that approximately satisfy both symmetry requirements are identified. Ground-state to ground-state (p,t) transfer reactions are presented as an experimental signature to identify pairs of nuclei that both exhibit O(6) PDS.

In the second part of this thesis inelastic electron scattering off 96-Zr is studied. The experiment was performed at the high resolution Lintott spectrometer at the S-DALINAC and covered a momentum-transfer range of 0.28 - 0.59 fm^(-1). Through a relative analysis using Plane Wave Born Approximation (PWBA) the B(E2;2+2->0+1) value is extracted without incurring the additional model dependence of a Distorted Wave Born Approximation (DWBA). By combining this result with known multipole mixing ratios and branching ratios all decay strengths of the 2+2 state are determined. A mixing calculation establishes very weak mixing (V = 76 keV) between states of the ground-state band and those of the band build on top of the 0+2 state which includes the 2+2 state. The occurrence of these two isolated bands is interpreted within the shell model in terms of type II shell evolution.

Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit Symmetrien im sd-IBA-1. Im Parameterraum des ECQF wird, mit Hilfe von Quantenzahlfluktuationen, ein Bereich näherungsweiser O(6) Symmetrie für die Grundzustandsbande identifiziert. Dabei handelt es sich um eine PDS vom Typ III. Das gleichzeitige Auftreten einer SU(3) QDS im Bereich der O(6) PDS wird durch den intrinsischen Zustand mit beta=1 und gamma=0 erklärt, von welchem die Grundzustandsbande in diesem Parameterbereich näherungsweise projiziert wird. Auf diese Weise werden erstmals die zuvor unabhängigen Konzepte der PDS und QDS miteinander verknüpft. Es werden Kerne im Bereich der seltenen Erden identifiziert, die beide Symmetrien näherungsweise erfüllen. Mit dem Wirkungsquerschnitt für den Übergang vom Grundzustand zum Grundzustand in (p,t) Transferreaktionen wird eine experimentelle Signatur präsentiert, welche es erlaubt Paare von Atomkernen mit O(6) PDS zu identifizieren. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit inelastischer Elektronenstreuung am Kern 96-Zr. Der Elektronenstrahl wurde vom S-DALINAC erzeugt und das Experiment wurde am hochauflösenden Lintott Spektrometer durchgeführt. Dabei wurden Impulsüberträge im Bereich von 0.28 - 0.59 fm^(-1) abgedeckt. Mit Hilfe einer relativen PWBA Analyse konnte der B(E2;2+2->0+1) Wert extrahiert werden. Diese Methode zeichnet sich gegenüber der DWBA Analyse besonders durch eine reduzierte Modellabhängigkeit aus. Unter Berücksichtigung der bekannten Multipolmischungs- und Verzweigungsverhältnisse konnten die übrigen Zerfallsstärken des 2+2 Zustands bestimmt werden. Durch eine Mischungsrechnung wird gezeigt, dass die Grundzustandsbande nur sehr schwach mit der angeregten Bande des 0+2 Zustands, welche auch den 2+2 Zustand enthält, mischt (V = 76 keV). Das Auftreten dieser beiden isolierten Banden wird im Rahmen des Schalenmodells durch eine Schalenentwicklung Typ II interpretiert.