Study of the 44S structure through its isomeric decay
PhD Defense Carole FORCE
14h30 Maison d'hôte du GANIL
The study of atomic nucleus aims at improving our knowledge about the nuclear interaction that is responsible for the cohesion in the nucleus. At first, stable nuclei (Z≈N) were studied and an expression of the nuclear interaction was derived. At this era, one of the goals was to reproduce unusual properties of the “magic” nuclei. With the development of accelerators, neutrons rich or deficient nuclei were produced giving the opportunity to study the evolution of nuclear interaction as a function of isospin value. Since the nineties, studies about exotic nuclei with N=28 neutrons have shown that the “magic” behavior of N=28 vanish far from stability. In particular, 44S (Z=16, N=28) is found to be deformed in its ground state. Theoretically, shell model calculations predict a spherical-deformed shape coexistence whereas a deformed-deformed shape coexistence is predicted from mean field theories. In 2005, a second 0+ state was discovered at low excitation energy confirming the shape coexistence without giving answers about the type of deformations. The goal of the experiment presented here was to characterize this shape coexistence by measuring the reduced transition probability B(E2: 0+2"2+1) and the monopolar transition strength ρ2(E0 : 0+2"0+1). An interpretation about 0+ states mixing is suggested from the measured low B(E2: 0+2"2+1) value as well as a comparison with shell model calculations. A low ρ2 value was also measured and compared to systematic. Interpretations in both shell model and geometrical collective model are suggested.
French
Etude de la structure du 44S par sa décroissance isomérique
Le 44S est un noyau exotique riche en neutrons: il possède 16 protons et 28 neutrons, soit huit neutrons de plus que l'isotope stable le plus proche, 36S. L'intérêt d'étudier les noyaux exotiques est d'explorer l'évolution de la structure des noyaux lorsqu'on s'éloigne de la stabilité, notamment celle des nombres magiques 2,8,20,28,50,82,126. Ces nombres magiques correspondent au nombre denucléons des noyaux stables aux propriétés particulières: forme sphérique, énergie 2+ élevée,, B(E2) faible ... et sont associés dans le modèle en couches aux fermetures de couches. Les noyaux exotiques au nombre magique de neutrons N=28 sont étudiés depuis une quinzaine d'années et leur étude révèle une disparition du caractère magique de la fermeture de couches N=28, à savoir que les noyaux de cette région ne sont plus sphériques mais déformés. Notamment les études effectuées dans le 44S (mesures du temps de vie β, de l'énergie du premier état excité 2+, de la probabilité de transition réduite B(E2:0+1 -> 2+1) entre l'état fondamental 0+1 et le premier état excité 2+) ont indiqué qu'il était déformé. Les calculs théoriques prédisent une coexistence de formes. Le travail
expérimental présenté ici a pour but de caractériser la coexistence de forme par l'étude d'un état
isomère 0+2 observé récemment à une énergie d'excitation faible (1365 keV). Ainsi une expérience
réalisée au GANIL a produit le noyau 44S dans l'état 0+2 ; les produits de décroissance (électrons,
gammas) ont été détectés pour mesurer le rapport d'embranchement λ(E2)/λ(E0) et ensuite
déterminer la probabilité de transition réduite B(E2:0+2→2+1) et la force de transition monopolaire ρ2
entre l'état fondamental et l'état isomère.
