Collectivity along n=50nuclear structure studies on the neutron-magic nuclei 92mo and 94ru with agata and vamos++

Résumé

El trabajo desarrollado en esta Tesis se centra en estudio experimental del comportamiento colectivo de los estados excitados de los núcleos semimágicos con N=50 en función de la ocupación del orbital g9/2 de protones, a través de la medida de la vida media de los estados "yrast" 4+ de los núcleos 92Mo y 94Ru. En particular, se ha investigado la conservación de "seniority" a lo largo de la capa g9/2 que es la primera capa donde podría no conservarse. El 100Sn, siendo el núcleo doblemente mágico ligado más pesado con igual número de protones y neutrones, ha atraído siempre un considerable interés desde el punto de vista experimental y teórico. La estructura de este núcleo y sus vecinos son excelentes referencias para probar los cálculos de modelos de capas de última generación en esta región emblemática de la tabla nuclear. Además, el estudio de las propiedades de la capa g9/2 a través de los isótopos con N=50 en las proximidades del 100Sn es de gran interés para entender las diferencias y similitudes con respecto a los isótopos con Z=28 hacia el 78Ni puesto que tienen los mismos nucleones de valencia para protones y neutrones, respectivamente. Esta situación se denomina "valence mirror symmetry". En este contexto, los modelos de capas predicen la conservación de "seniority" hacia la ocupación completa del orbital g9/2 en el primer caso debido a una fuerza de "pairing" creciente a lo largo de los isótonos con N=50, contrariamente a lo que sugieren para el segundo caso. Para probar este fenómeno, las probabilidades de transición reducida de las transiciones "yrast" 4+->2+ en los núcleos 92Mo y 94Ru, han sido determinadas experimentalmente por primera vez a través de medidas de vida media en el laboratorio de GANIL (Caen, Francia). El mecanismo de reacción usado para poblar los núcleos de interés, ricos en protones, fue la reacción de transferencia de varios nucleones raramente usada para poblar dichos núcleos. En este experimento, un haz de 92Mo con una energía de 716.9 MeV incidió en un blanco de 92Mo del IKP Plunger, mientras que una lámina de 24Mg se usó para degradar la energía de los productos de reacción con la finalidad de medir la vida media de los estados excitados con la técnica RDDS. Los productos de reacción de interés se identificaron con el espectrómetro magnético VAMOS++ y los rayos gamma en coincidencia con los productos de reacción identificados se midieron usando AGATA. A través de este experimento se ha podido determinar las probabilidades de transición reducida de las transiciones "yrast" 4+->2+ y 2+->0+ en los núcleos 92Mo y 94Ru y las transiciones "yrast" 4+->2+ y 6+->4+ en los núcleo 90Zr (también útil para completar la sistemática de los núcleos con N=50), permitiendo un estudio completo del esquema de "seniority" en el orbital g9/2 para protones. Estos resultados obtenidos para las probabilidades de transición reducida en los núcleos 92Mo y 94Ru (y 90Zr, por completitud) han sido interpretados en base a las predicciones del modelo de capas usando una interacción realista en el espacio de valencia de protones f5/2, p3/2, p1/2, g9/2. Esta interpretación ha permitido también la comparación del comportamiento de la estructura nuclear entre los núcleos con "valence mirror symmetry". Adicionalmente, parte de esta Tesis ha sido dedicada al estudio del rendimiento del detector espectroscopia gamma de última generación y alta resolución usado en este experimento. AGATA (Advanced Gamma Tracking Array) es un multi-detector compuesto por cristales de germanio de alta pureza, con contactos eléctricamente segmentados, sensibles a la posición y con capacidad de trazar la absorción del fotón gamma dentro del detector. AGATA es el resultado de varios avances técnicos con el fin de identificar la posición de interacción y obtener una alta sensibilidad (eficiencia, "peak-to-total" y corrección Doppler) en condiciones de medida difíciles (elevada tasa de conteo y alta tasa de fondo), como sucede en la segunda generación de instalaciones de haces radiactivos. La caracterización de AGATA realizada en esta Tesis evalúa los datos medidos con fuentes radiactivas y datos medidos con el haz de 92Mo con 23 cristales de germanio.