Seminarium Fizyki Jądra Atomowego

Jądra z okolic podwójnie zamkniętych powłok są doskonałym polem do badań różnego typu wzbudzeń: zarówno pochodzących ze sprzężeń pomiędzy nukleonami walencyjnymi, jak i sprzężeń ze wzbudzeniami rdzenia, a wyniki eksperymentalne mogą następnie posłużyć jako test obliczeń w ramach różnych podejść teoretycznych. Podczas seminarium zaprezentowane zostaną rezultaty badań dotyczących niskospinowych struktur w jądrach 210Bi oraz 206Tl, posiadających odpowiednio 1 proton i 1 neutron oraz 1 dziurę protonową i 1dziurę neutronową względem podwójnie magicznego rdzenia 208Pb. Oba eksperymenty zostały przeprowadzone w Institut Laue-Langevin (Grenoble, Francja) z wykorzystaniem reakcji wychwytu neutronów termicznych oraz wielolicznikowych układów detektorów germanowych (EXILL oraz FIPPS). Analiza podwójnych i potrójnych koincydencji kwantów gamma oraz ich korelacji kątowych dostarczyła informacji na temat wartości energii oraz spinów wzbudzonych stanów jądrowych leżących poniżej energii wiązania neutronu w danym jądrze. Pozwoliło to na znaczne rozszerzenie informacji spektroskopowych na temat niskospinowych struktur badanych nuklidów: zaobserwowano 70 stanów wzbudzonych (w tym 33 po raz pierwszy) w 210Bi [1] oraz 21 stanów (w tym 8 nowych) w 206Tl.Niezwykle bogate wyniki otrzymane z tego typu pomiarów stanowią świetny materiał do sprawdzenia opisu stanów przy pomocy różnego typu obliczeń teoretycznych. W szczególności, zaprezentowane zostaną porównania z przewidywaniami modelu powłokowego z użyciem realistycznych oddziaływań nukleon-nukleon. Dzięki temu, możliwe jest porównanie dokładności wyznaczania pozadiagonalnych dwuciałowych elementów macierzowych oddziaływania realistycznego dla systemów o 2 cząstkach i 2 dziurach względem podwójnie zamkniętego rdzenia 208Pb.W przypadku jądra 210Bi, zastosowane obliczenia bardzo dobrze odtwarzają nie tylko energie poziomów i ich spiny, ale także stosunki rozgałęzień przejść gamma dla trzech najniżej leżących multipletów (poniżej 1.5 MeV). Inaczej jest w przypadku jądra 206Tl, w którym zaobserwowano znacznie gorszą zgodność z teorią. W tym samym przedziale energii (poniżej 1.6 MeV) w 206Tl zidentyfikowano 6 multipletów oddzielonych mniejszymi przerwami energetycznymi pomiędzy orbitalami, co skutkuje większym zmieszaniem konfiguracji. Rozbieżności zaobserwowane w 206Tl wskazują więc na większą niedokładność wyznaczania pozadiagonalnych elementów macierzowych oddziaływania realistycznego w stosunku do diagonalnych elementów macierzowych, które odgrywają główną rolę w przypadku opisu 210Bi.

[1] N. Cieplicka-Oryńczak et al., Phys. Rev. C93, 054302 (2016).