[論文レビュー] Fast nuclear rotation and octupole deformation

W. Urban, J. Bacelar+1 more|ArXiv.org|Apr 11, 2001

Nuclear Physics and Applications被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、76 MeVの18Oビームを用いた136Xe(18O,4n)反応後に発生するγ線分光法を用いて、高速回転する150Smを調査し、I=22ℏまでs=+1の交互対称性を持つバンドを観測した。このバンドは2回の回転整列の後、急激に終了しており、I=22を超えるとオクテュポール変形が消失することが示唆され、理論的予測と整合的である。

ABSTRACT

The 150Sm nucleus has been studied to high spins in a measurement of gamma radiation following the 136Xe(18O,4n)150Sm, compound-nucleus reaction at beam energy of 76 MeV. The measurement was performed at NBI Riso using the NORDBALL array. Alternating parity, s=+1 band in 150Sm has been observed up to spin I=22. This band is crossed by two aligned bands, corresponding to a reflection-symmetric shape. After the second crossing the s=+1 band ends abruptly, suggesting that the octupole shape vanishes in 150Sm above spin I=22, as predicted by calculations. Other explanations, assuming continuation of the s=+1 band past the two alignments are also discussed.

研究の動機と目的

• オクテュポール変形が回転整列によって高ス pin で消失するという理論的予測を、実験的に検証すること。
• 強いオクテュポール相互作用を示す核において、オクテュポール相関と回転整列の相乗的相互作用を調査すること。
• s=+1の交互対称性バンドがスピンI=22ℏを超えて続くのか、それとも急激に終了するのかを特定すること。
• 150Smに現れる反射対称性を持つ整列バンドの出現と特性を同定・特徴付けること。

提案手法

• 150Smの高スピン状態を励起するために、76 MeVのビームエネルギーを用いた136Xe(18O,4n)反応を用いた。
• 高純度ゲルマニウム検出器からなるNORDBALLアレイとアンチコンプトン遮蔽を用いて、γ-γ一致を測定した。
• 高スピン励起構造を再構成するため、約2×10⁸件のγγ一致イベントを収集した。
• オクテュポール集団性と形状進化を調査するために、B(E1)/B(E2)分岐比を分析した。
• クランキングモデル計算による予測と、実験的遷移強度および整列パターンを比較した。
• γ遷移の観測限界を評価するために、統計的有意性（σ）の閾値（3σ）を用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 理論的計算が予測するように、150Smのs=+1交互対称性バンドはI=22ℏで終了するか？
• RQ2 陽子および中性子のペア整列は、150Smにおけるオクテュポール変形の形状の終了にどのように寄与するか？
• RQ3 2回の整列後に、反射対称性を持つ4準粒子状態が出現する証拠はあるか？
• RQ4 十分なスピンを運ぶ状態が存在するにもかかわらず、なぜs=+1バンドのγ線強度がI=22ℏを超えて急激に低下するのか？
• RQ5 類似核種で観察されたように、s=+1バンドがI=22ℏを超えて続く場合、四極子変形が低下している可能性はあるか？

主な発見

• s=+1の交互対称性バンドは、スピンI=22ℏまで観測されたが、このスピンを超えるとγ線強度が3σ未満に低下した。
• 反射対称性を持つ2つの整列バンドがs=+1バンドを横断しており、2番目の整列はI=20ℏ付近で発生した。
• s=+1バンドのB(E1)/B(E2)分岐比は、I=14ℏを超えると約0.01に安定し、オクテュポール集団性の増強を示唆した。
• 正位相の整列バンドはI=28ℏまで観測され、新たに負位相のバンドがI=31ℏまで同定された。
• s=+1バンドの急激な終了は、I=22ℏを超えてオクテュポール変形が消失することを示唆し、理論的予測と整合的である。
• 150Smにおける4準粒子状態は負位相であるが、これは整列の順序に起因し、222Thにおける予測された正位相状態とは異なる。