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Low-Energy Coulomb Excitation of the Neutron-Rich Mg Isotopes 30Mg and 32Mg

Niedermaier, Oliver Thomas

German Title: Niederenergetische Coulombanregung der neutronenreichen Mg-Isotope 30Mg und 32Mg

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Abstract

The first "safe" Coulomb excitation experiments with beam energies below the Coulomb barrier have been performed at the newly commissioned radioactive beam facility REX-ISOLDE at CERN in conjunction with the modern HPGe gamma-spectrometer MINIBALL. REX-ISOLDE and MINIBALL offer unique possibilities to study collective and single-particle properties of nuclei far from stability by standard techniques such as "safe" Coulomb excitation and transfer reactions in inverse kinematics. From the Coulomb excitation experiments with beams of 30Mg and 32Mg, the reduced transition probabilities B(E2; 0_gs^+ -> 2_1^+) of these isotopes could be extracted in a model-independent way to be 253(21) e^2 fm^4 and 434(52) e^2 fm^4, respectively. While the B(E2) value of 30Mg is that expected for a pure sd-shell nucleus, the unusually large collective value observed for the "semi-magic" N=20 nucleus 32Mg reflects the vanishing neutron shell gap between sd- and the f_7/2-shell configurations which has been conjectured for the neutron-rich isotopes of Ne, Na and Mg. The large B(E2) value of 32Mg can indeed be well described by a pure intruder configuration. The present result thus manifests a surprisingly abrupt transition to the so-called "island of inversion" between 30Mg and 32Mg.

Translation of abstract (German)

An dem neu in Betrieb genommenen Beschleuniger für radioaktive Strahlen REX-ISOLDE am CERN wurden die ersten Experimente zur niederenergetischen Coulomb-Anregung mit Strahlenergien unterhalb der Coulomb-Barriere unter Benutzung des modernen, hochauflösenden Ge-Spektrometers MINIBALL durchgeführt. REX-ISOLDE und MINIBALL bieten einzigartige Möglichkeiten, kollektive und Ein-Teilchen-Eigenschaften von Kernen weitab der Stabilität mit Hilfe von Standardtechniken wie der niederenergetischen Coulomb-Anregung und Transferreaktionen in inverser Kinematik zu untersuchen. Aus den Experimenten zur Coulomb-Anregung von 30Mg und 32Mg konnten die reduzierten Übergangswahrscheinlichkeiten B(E2; 0_gs^+ -> 2_1^+) dieser Isotope modellunabhängig zu 253(21) e^2 fm^4 bzw. 434(52) e^2 fm^4 bestimmt werden. Während der B(E2)-Wert von 30Mg für einen Kern der sd-Schale erwartet werden konnte, spiegelt der ungewöhnlich grosse, kollektive Wert des semi-magischen (N=20) 32Mg-Kerns das Verschwinden der Neutronen-Schalen-Lücke zwischen der sd- und der f_7/2-Schale wider, was für die neutronenreichen Ne-, Na- und Mg-Isotope vermutet wurde. Der grosse B(E2)-Wert von 32Mg kann in der Tat gut mit Hilfe einer reinen Intruder-Konfiguration beschrieben werden. Das vorliegende Ergebnis offenbart daher einen überraschend abrupten Übergang zur sogenannten "Insel der Inversion" zwischen 30Mg und 32Mg.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schwalm, Prof. Dr. Dirk
Date of thesis defense: 6. July 2005
Date Deposited: 26. Jul 2005 09:22
Date: 2005
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Kernphysik, neutronenreicher Kern, Übergangswahrscheinlichkeit
Uncontrolled Keywords: neutronenreiche Mg-Isotope , reduzierte Übergangswahrscheinlichkeiten , B(E2)-Werte , Insel der Inversionneutron-rich Mg isotopes , reduced transition probabilities , B(E2) values , island of inversion
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