Enders, J. (2000)
Anregung von Dipol- und Quadrupolmoden in den stabilen Blei-Isotopen mit Photonenstreuung am S-DALINAC und die Kollektivität und Feinstruktur der Scissors Mode.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden Arbeit wird die Untersuchung niedrigliegender Dipol- und elektrischer Quadrupolmoden in den stabilen Bleiisotopen 204,206,207,208Pb mit resonanter Photonenstreuung vorgestellt. Die Experimente wurden am supraleitenden Darmstädter Elektronenlinearbeschleuniger S-DALINAC unter Verwendung von zwei Euroball-Cluster-Detektoren bei einer Elektronenenergie von E0 = 6.75 MeV durchgeführt. Insgesamt konnten in 208Pb die Zerfälle von 14 angeregten Zuständen in den Grundzustand beobachtet werden, davon vier erstmals in einem Photonenstreuexperiment. Von den 41 Niveaus, deren Zerfälle in der 206Pb(gamma,gamma')-Reaktion detektiert wurden, waren im untersuchten Energiebereich bislang nur 18 bekannt. Die 45 Übergänge, die dem Isotop 204Pb zugewiesen wurden, konnten in keinem früheren Experiment nachgewiesen werden. In 207Pb wurden die Zerfälle von elf Niveaus beobachtet, die bereits aus früheren Experimenten bekannt waren. Die summierte E1-Anregungsstärke zwischen 4 MeV und der Endpunktenergie betr\"agt in 208Pb B(E1) = 944(76) x10-3 e2 fm2, in 206Pb B(E1) = 391(67) x10-3 e2 fm2 und in 204Pb B(E1) = 235(73) x10-3 e2 fm2. Dabei wurde besonders mit theoretischen Voraussagen im Quasiteilchen-Phonon-Modell (QPM) verglichen. Es zeigte sich, daß die experimentellen Resultate gut durch die Modellrechnungen reproduziert werden. Im Rahmen des QPM wird die niedrigliegende lokale E1-Stärkekonzentration nicht durch einen kollektiven Effekt, sondern durch die Interferenz von Ein- und Zweiphonon-Beiträgen hervorgerufen. Anhand der elektrischen Quadrupolstärkeverteilung in 208Pb wird die mögliche Evidenz für die Anregung einer Doppeloktupol-Vibration mit Jpi = 2+ diskutiert. Trotz der hohen Sensitivität des im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Kernresonanzfluorezenzexperiments konnten keine Kandidaten für eine derartige Anregung identifiziert werden. Auch im Vergleich mit Kandidaten aus anderen Experimenten zeigte sich im Vergleich mit QPM-Vorhersagen kein konsistentes Bild. Ferner wurde die Scissors Mode, eine 1984 in Darmstadt entdeckte niedrigliegende magnetische Dipol-Bahnmode, systematisch über einen weiten Massenbereich studiert. Dabei wurde ein Summenregelzugang verwendet, der es gestattete, Aufschluß über die kollektiven Eigenschaften der Scissors Mode zu erhalten. Eine vollständig parameterfreie Beschreibung konnte abgeleitet werden, welche die mittlere Anregungsenergie omegaM1 = 3 MeV in schweren Kernen sowie die vom Quadrat des Deformationsparameters abhängige Anregungsstärke von bis zu B(M1) = 3 µN2 in wohldeformierten Kernen beschreibt. Aus der invers energiegewichteten Summenregel konnte extrahiert werden, daß für die Beschreibung der Scissors Mode ausschließlich kollektive Größen benötigt werden, die durch die Anregungsenergie und das gyromagnetische Verhältnis des 21+ -Zustands der Grundzustandsrotationsbande, der Anregungsenergie der isovektoriellen Dipolriesenresonanz und der isoskalaren Quadrupolriesenresonanz festgelegt sind. Die Niveaus der Scissors Mode in verschiedenen deformierten Kernen wurden zu einem Daten-Ensemble kombiniert. Dieses wurde einer statistischen Analyse der Niveauabstände unterzogen. Die statistischen Verteilungen, die aus den Daten extrahiert werden konnten, zeigen sich konsistent mit dem Poissonschen Verhalten unkorrelierter Zustände. Dieses überraschende Resultat deutet im Vergleich zu Ergebnissen von Untersuchungen zum Quantenchaos auf eine zugrundeliegende reguläre Dynamik des Anregungsmechanismus hin, die mit der Kollektivität der Mode verknüpft ist.

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