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Structure of isomultiplets in A=8 and A=9 nuclei in the framework of Fermionic Molecular Dynamics

Henninger, Katharine:
Structure of isomultiplets in A=8 and A=9 nuclei in the framework of Fermionic Molecular Dynamics.
[Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5342]
Technische Universitat Darmstadt
[Buch], (2016)

Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5342

Kurzbeschreibung (Abstract)

Weakly bound nuclei act as intermediates in the nucleosynthesis of stable nuclei. For this reason, theoretical models of weakly bound nuclear matter have many applications in astrophysics. This thesis concerns itself with the weakly bound nuclei of the A = 8 isotriplet and A = 9 isodoublet, which play a role in astrophysical reactions.

The ground states of weakly-bound nuclei are often close to a decomposition threshold. This means that clustering and sometimes halos are observed in the ground state or in low-lying states of weakly bound nuclei. Such structures difficult to model, because it is difficult to gain access to spatially extended or anisotropic distributions without large model spaces. The aim of this work is to model the ground state and the excited states of the A = 8 isotriplet nuclei (8Li, 8Be and 8B) and the A = 9 isodoublet nuclei (9Be and 9B) in the Fermionic molecular dynamics (FMD) model.

Our calculations reproduce the proton halo of 8B and the clustering in the ground states of the A = 8,9 isotopes. The observable properties such as radii, quadrupole moments and transition strengths we determine for all six nuclides compare favourably with experiment and with current theory.

The question of ``mirror nuclides'' in the weakly-bound sector was also addressed in light of the influence of thresholds and structural phenomena on Coulomb energy. It was found that the Coulomb energy is the primary lifter of the degeneracy of the energy of mirror nuclei, and that subtraction of a Coulomb energy calculated from structure can restore this degeneracy.

Typ des Eintrags: Buch
Erschienen: 2016
Autor(en): Henninger, Katharine
Titel: Structure of isomultiplets in A=8 and A=9 nuclei in the framework of Fermionic Molecular Dynamics
Sprache: Englisch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Weakly bound nuclei act as intermediates in the nucleosynthesis of stable nuclei. For this reason, theoretical models of weakly bound nuclear matter have many applications in astrophysics. This thesis concerns itself with the weakly bound nuclei of the A = 8 isotriplet and A = 9 isodoublet, which play a role in astrophysical reactions.

The ground states of weakly-bound nuclei are often close to a decomposition threshold. This means that clustering and sometimes halos are observed in the ground state or in low-lying states of weakly bound nuclei. Such structures difficult to model, because it is difficult to gain access to spatially extended or anisotropic distributions without large model spaces. The aim of this work is to model the ground state and the excited states of the A = 8 isotriplet nuclei (8Li, 8Be and 8B) and the A = 9 isodoublet nuclei (9Be and 9B) in the Fermionic molecular dynamics (FMD) model.

Our calculations reproduce the proton halo of 8B and the clustering in the ground states of the A = 8,9 isotopes. The observable properties such as radii, quadrupole moments and transition strengths we determine for all six nuclides compare favourably with experiment and with current theory.

The question of ``mirror nuclides'' in the weakly-bound sector was also addressed in light of the influence of thresholds and structural phenomena on Coulomb energy. It was found that the Coulomb energy is the primary lifter of the degeneracy of the energy of mirror nuclei, and that subtraction of a Coulomb energy calculated from structure can restore this degeneracy.

Ort: Technische Universitat Darmstadt
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Physik > Kernphysik
Fachbereich Physik
Hinterlegungsdatum: 13 Mär 2016 20:55
Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5342
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-53426
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
Schwach gebundene Kerne treten als Vermittler in der Kernsynthese stabiler Kerne auf. Aus diesem Grund besitzen theoretische Modelle schwach gebundener Kernmaterie viele Anwendungen in der Astrophysik. Diese Doktorarbeit befaßt sich mit den schwach gebundenen Kernen des (A = 8) Isotripletts und des (A = 9)-Isodupletts, welche eine (entscheidende) Rolle in astrophysikalischen Reaktionen spielen. Falls ein Kern schwach gebunden ist, befindet sich der Grundzustand nahe einer Zerfallsschwelle. Dies bedeutet, daß man Clusters und manchmal Halos im Grundzustand oder in anderen niedrig liegenden Zuständen schwach gebundener Kerne beobachtet. Solcher Strukturen wird manchmal durch den Ausdruck “Kopplung an das Kontinuum” Bezug genommen, da sie eine Beimischung von Streulösungen zur Wellenfunktion darstellen. Ihr Beitrag beeinflußt den asymptotischen Teil der Wellenfunktion, welcher wiederum auf berechnete Reaktionsraten einen schwerwiegenden Einfluß hat. Jedoch sind Cluster und Halokerne schwierig zu modellieren, da es Schwierigkeiten bereitet, Zugang zu räumlich ausgedehnten oder anisotropen Verteilungen ohne größere Modellräume zu erlangen. Das Ziel dieses Projekts ist es, den Grundzustand und die angeregten Zustände des (A = 8)-Isotripletts (8Li, 8Be und 8B) und des (A = 9)-Isodupletts (9Be und 9B) im Fermionischen Molekulardynamik-Modell (FMD-Modell) zu modellieren. Die Ergebnisse geben die experimentellen Eigenschaften des (A = 8)-Isotripletts und des (A = 9)-Isodupletts gut wieder. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß die Berechnungen den Protonhalokern von 8 B und die (T = 1)-Zustände von 8Be reproduzieren; Letztere bestätigt, daß das FMD-Modell in der Lage ist, sowohl die Clusterbildung als auch die schalenmodellartigen Zustände konsistent hervorzubringen. Die für das (A = 8)-Isotriplett berechneten Energieniveaus werden mit den neuesten Ergebnissen des No-Core-Schalenmodells verglichen und weisen eine beeindruckende Übereinstimmung auf, welche darauf hindeutet, daß dieses Vorgehen konkurrenzfähig zu den derzeitig anerkannten Methoden ist.Deutsch
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