Structural behavior of 157,158,159Dy in the I=30−50ħ spin regime and the high-spin domain of 158Er up to and above band termination
Authors: Πιπίδης Πασχάλης 
Published: January 2022

Το ερώτημα του πως εξελίσσονται οι ιδιότητες των πυρήνων με την αύξηση της ενέργειας διεγέρσεως και τη στροφορμή (σπιν) είναι ένα από τα τρέχοντα σύνορα στην πυρηνική φυσική. Τελευταίας τεχνολογίας συστήματα ανιχνευτών ακτίνων γ έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση αυτού του ερωτήματος, σε μια σειρά πυρήνων σπάνιων γαιών με μάζα Α~158. Σημαντικές επεκτάσεις στο φάσμα διέγερσης υψηλής στροφορμής των N=91, 92, 93 ισοτόπων 157,158,159Dy έχουν επιτευχθεί με τη χρήση των υψηλής απόδοσης φασματοσκόπων ακτίνων γ EUROBALL και GAMMASPHERE. Αυτοί οι πυρήνες παρήχθησαν μέσω αδύναμων καναλιών εξόδου 3n ή αxn σε αντιδράσεις σύντηξης–εξάτμισης. Συνολικά 84 (99) νέες μεταπτώσεις, συμπεριλαμβανομένων 2 νέων ζωνών, προστέθηκαν στα ενεργειακά διαγράμματα αποδιέγερσης των 157,158,159Dy. Η συμπεριφορά υψηλής στροφορμής και η συσχέτιση διασταύρωσης ζωνών των ισοτόπων Dy και των γειτονικών N=91, 92 και 93 ισότονων διερευνάται ως προς τις περιστροφικές ευθυγραμμίσεις και τις μεταβάσεις σχήματος. Εκτελέστηκαν περιστροφικοί υπολογισμοί Nilsson-Strutinsky, χωρίς σύζευξη, για λεπτομερείς συγκρίσεις με τις καταστάσεις πολύ υψηλής περιστροφής που παρατηρήθηκαν στο 157Dy. Αποτελέσματα σχετικά με τα 157,158,159Dy έχουν δημοσιευτεί στο Phys. Rev. C. Επιπροσθέτως, μελετήθηκε η μετάβαση, λόγω στροφορμής, από μια παραμορφωμένη κατάσταση συλλογικής περιστροφής σε έναν μη-συλλογικό σχηματισμό. Στο 158Er αυτή η μετάβαση εκδηλώνεται ως ευνοημένος τερματισμός ζώνης κοντά στο I≈45ħ. Η τροφοδοσία αυτών των καταστάσεων τερματισμού ζώνης έχει διερευνηθεί για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας τον φασματοσκόπο GAMMASPHERΕ. Έχει ανακαλυφθεί ένας μεγάλος αριθμός από καταστάσεις που έχουν εποικιστεί ασθενώς, βρισκόμενες σε υψηλή ενέργεια διέγερσης, και που διασπώνται προς αυτές τις ξεχωριστές καταστάσεις τερματισμού ζώνης. Οι Nilsson-Strutinsky υπολογισμοί περιστροφής, υποδηλώνουν ότι αυτές οι καταστάσεις προκύπτουν από ασθενείς, συλλογικούς σχηματισμούς που σπάζουν τον ημι-μαγικό πυρήνα Z=64. Επιπλέον, μια νέα εποχή φασματοσκοπίας ακτίνων γ διακριτής γραμμής, σε εξαιρετικά υψηλή στροφορμή, έχει ξεκινήσει για τον πυρήνα των σπάνιων γαιών 158Er. Έχουν εντοπιστεί δύο περιστροφικές δομές, που εμφανίζουν υψηλές ροπές αδράνειας, και οι οποίες εκτείνονται μέχρι το σπιν ~65ħ, παρακάμπτοντας τις καταστάσεις τερματισμού ζώνης σε αυτούς τους πυρήνες κοντά στο I~45ħ. Οι περιστροφικοί υπολογισμοί Nilsson-Strutinsky υποδηλώνουν ότι αυτές οι δομές προκύπτουν από αρκετά παραμορφωμένους, τριαξονικούς σχηματισμούς, που βρίσκονται σε μια κοιλάδα ευνοημένων ενεργειακών φλοιών, η οποία περιλαμβάνει επίσης τις γνωστές τριαξονικές και έντονα παραμορφωμένες ζώνες στο 161−167Lu. Συνολικά, 182 (209) νέες μεταπτώσεις, συμπεριλαμβανομένων 10 νέων ζωνών, τοποθετήθηκαν στο ιδιαιτέρως επαυξημένο ενεργειακό διάγραμμα αποδιέγερσης του 158Er, ως αποτέλεσμα της εργασίας μας σε αυτή τη διατριβή. Τα αποτελέσματα για το 158Er έχουν δημοσιευθεί στα Phys. Rev. Lett. και Phys. Scr. Τέλος, ένα τοπικό πείραμα, χρησιμοποιώντας τον tandem FSU επιταχυντή και τους ανιχνευτές ακτίνων γ του FSU, πραγματοποιήθηκε για τη διερεύνηση του περιττού-περιττού πυρήνα 158Tb. Δυστυχώς, δεν προέκυψαν κάποια νέα, αξιοσημείωτα αποτελέσματα για το προαναφερόμενο, εκτός από την ανεπιβεβαίωτη κατάταξη μιας νέας, ισχυρά-συζευγμένης, περιστροφικής δομής.