< Terug naar vorige pagina

Project

Collineare resonantie ionisatie spectroscopie van kalium isotopen: voorbij N=32

De eigenschappen van onstabiele atoomkernen begrijpen is al lang een open probleem. De observatie dat de zogenaamde magische getallen kunnen veranderen blijft veel aandacht trekken, van zowel de experimentele als theoretische kant. Deze thesis draagt bij tot dit onderzoek via de meting van het magnetisch moment en de veranderingen in de gemiddelde ladingsstraal van neutron-rijke kalium (K) isotopen (met protongetal Z=19). Deze isotopen kunnen nu beschreven worden met theoretische berekeningen, en hun eigenschappen zijn dus een uitstekende test voor nieuwe theoretische ontwikkelingen. 
In de nabijheid van calcium (Z=20) werden onlangs nieuwe magische neutrongetallen N=32,34 gesuggereerd in de literatuur. De studie van 52K (N=33) laat dus toe om deze bevindingen te verifiëren, bijvoorbeeld met een meting van de grootte van deze atoomkern. Het magnetisch moment van deze isotoop laat verder toe om de configuratie te bestuderen en te vergelijken met empirische en theoretische voorspellingen. Dit geeft opnieuw een goede test voor het magische karakter van N=32 en Z=20.
De metingen in deze thesis werden uitgevoerd met de Collineaire Resonantie Ionisatie Spectroscopie techniek. Eerst wordt in de thesis een laser ionisaties schema besproken dat tegelijkertijd hoge resolutie en efficiëntie levert. Dan volgen de ontwikkelingen die de precisie van de methode verbeteren. Beide aspecten zijn essentieel om de CRIS methode toepasbaar te maken op lichtere atomen. Verder werd ook een vervalspectroscopiesysteem ontwikkeld, waarmee het detectieproces van de techniek niet verstoord wordt door de aanwezigheid van ongewenste stabiele isotopen. Op deze manier werd de selectiviteit van de methode sterk verbeterd.
Dankzij deze verbeteringen en ontwikkelingen kon de hyperfijnstructuur van 52K opgemeten worden. De nieuwe meting van de kernspin van dit isotoop bevestigt de literatuurwaarde I=2. Het magnetisch moment wordt goed gereproduceerd door berekeningen met het schillenmodel en de SDPF-U interactie. De relatieve pure configuratie van dit isotoop wordt gedomineerd door de koppeling van een proton in de d3/2-schil, en een neutron in de p1/2-schil. De veranderingen in de ladingsstraal past in de trend van de andere isotopen. Er is geen bewijs voor een plotse toename in de ladingsstraal, wat typisch wel optreedt bij schillensluitingen. De ladingsstraal wordt verder ook vergeleken met zogenaamde coupled-cluster berekeningen die gebruik maken van een nieuwe interactie, afgeleid van chiral effective field theory. Het feit dat de theorie er niet in slaagt deze ladingsstraal te voorspellen is misschien een aanwijzing dat de structuur van de isotopen in deze regio complexer is dan verwacht.

Datum:1 sep 2015 →  23 sep 2019
Trefwoorden:Laser spectroscopy, Nuclear structure
Disciplines:Fysica van gecondenseerde materie en nanofysica, Onderwijskunde, Nucleaire fysica, Toegepaste wiskunde, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Kwantumfysica, Klassieke fysica, Andere fysica
Project type:PhD project