Φασματοσκοπική μελέτη του πυρήνα ⁵²Mn και μελέτη της αποδιέγερσης-β του πυρήνα ⁵²Fe
Authors: Αξιώτης Μιχαήλ 
Published: August 2021

Στα πλαίσια αυτής της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε φασματοσκοπικά ο πυρήνας ⁵²Μn, καθώς και η αποδιέγερση—β του πυρήνα ⁵²Fe. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους λόγους για τους οποίους η μελέτη πυρήνων κοντά στη γραμμή Ν = Ζ στο φλοιό 1 f 7/2 έχει ενδιαφέρον. Κατ’ αρχήν, τελευταία οι πειραματικές συσκευές έχουν εξελιχθεί πολύ επιτρέποντας τη μελέτη πυρήνων σε υψηλές τιμές στροφορμής. Παράλληλα, σημαντικές βελτιώσεις έχουν γίνει στο "θεωρητικό πρότυπο φλοιών, επιτρέποντας την ερμηνεία πολλών διαφορετικών φαινομένων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται κάποια στοιχεία θεωρίας. Παρουσιάζεται το πρότυπο φλοιών και γίνεται αναφορά την αποδιέγερση—β, καθώς και στο πρόβλημα της μη παρατηρούμενης έντασης της αποδιέγερσης—β. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις ανιχνευτικές συσκευές. Αρχικά αναφέρονται οι τρόποι αλληλεπίδρασης των ακτινών—γ με την ύλη, οι βασικότεροι των οποίων είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η σκέδαση Compton και η δίδυμη γένεση. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι τύποι ανιχνευτών που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία για την ανίχνευση των ακτινών—γ και τέλος περιγράφονται οι ανιχνευτικές συστοιχίες που χρησιμοποιήθηκαν. Στη συνέχεια του κεφαλαίου παρουσιάζονται οι τρόποι αλληλεπίδρασης των ελαφρών φορτισμένων σωματιδίων και των νετρονίων με την ύλη, καθώς επίσης παρουσιάζονται οι ανιχνευτές και οι συστοιχίες αυτών που χρησιμοποιήθηκαν. Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι πειραματικές τεχνικές. Αρχικά παρουσιάζονται οι πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης—εξάχνωσης με τη χρήση των οποίων παράγονται οι υπό μελέτη πυρήνες, καθώς και οι τρόποι με τους οποίους αποδιεγείρονται οι σύνθετοι αυτοί πυρήνες. Στη συνέχεια παρατίθενται οι τρόποι με τους οποίους προετοιμάζονται και μελετούνται τα δεδομένα από τα πειράματα. Στα πειράματα φασματοσκοπίας υψηλής στροφορμής γίνεται χρήση της φασματοσκοπίας συμπτώσεων, γωνιακών κατανομών και γραμμικής πόλωσης για την εξεύρεση του ενεργειακού διαγράμματος, ενώ με τη μέθοδο Doppler Shift Attenuation Method προσδιορίζονται οι χρόνοι ημιζωής των καταστάσεων. Για τα πειράματα φασματοσκοπίας ολικής απορρόφησης παρουσιάζεται ο τρόπος παραγωγής της συνάρτησης απόκρισης της ανιχνευτικής συσκευής και η μελέτη των πειραματικών δεδομένων για την εύρεση της κατανομής τροφοδοσίας της αποδιέγερσης—β. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από τη φασματοσκοπική μελέτη του ⁵²Μn. Παρουσιάζεται το ενεργειακό διάγραμμα του πυρήνα όπως προέκυψε από τη μελέτη των δεδομένων τριών διαφορετικών πειραμάτων με τα φασματόμετρα Euroball και GASP, καθώς και κάποιοι χρόνοι ημιζωής που μπόρεσαν να προσδιοριστούν. Στη συνέχεια παρατίθενται θεωρητικά αποτελέσματα του προτύπου φλοιών με διαφορετικές αλληλεπιδράσεις, από τις οποίες προκύπτει ότι η KB3G περιγράφει τα πειραματικά αποτελέσματα καλύτερα. Το έκτο κεφάλαιο αναφέρεται στη μελέτη της αποδιέγερσης—β του ⁵²Fe στον θυγατρικό πυρήνα ⁵²Μn. Παρουσιάζεται το πείραμα υψηλής διακριτικής ικανότητας, στο οποίο παρατηρήθηκε η αποδιέγερση στη δεύτερη στάθμη 11⁺ για πρώτη φορά όπως προέβλεπε η θεωρεία. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης του πειράματος φασματοσκοπίας ολικής απορρόφησης, στο οποίο έγινε μελέτη σε όλο σχεδόν το φάσμα του παράθυρου Qec και γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων με τις θεωρητικές προβλέψεις. Στο τελευταίο κεφάλαιο υπάρχει η σύνοψη και τα συμπεράσματα των αποτελεσμάτων αυτής της εργασίας.