Düşük Enerji Bölgesinde 156Gd Çekirdeğinin Teorik ve Deneysel İncelenmesi
Theoretical and Experimental Investigation of 156Gd Nucleus at Low-Energy Region
Yazar: ESRA AÇIKSÖZ
Danışman: DOÇ. DR. ORHAN BAYRAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Spin ve paritesi Jpi = 1+ olan makas mod ilk kez 1984 yılında yüksek çözünürlüklü elastik olmayan elektron saçılma (e; e′) deneyleri sonucunda 156Gd izotopunda gözlenmiştir ve kısa süre sonra gerçekleştirilen Nükleer Rezonans Floresans (NRF) deneyi ile teyit edilmiştir. Bu tez çalışmasında, 156Gd çekirdeğine ait dipol uyarılmaları incelemek için Süper İletken Darmstadt Doğrusal elektron hızlandırıcısında (Superconducting Darmstadt LINear electron ACcelerator, S-DALINAC) NRF yöntemi kullanılarak bir deney gerçekleştirilmiştir. 3-7 MeV enerji bölgesine duyarlı bu dipol geçişlerin incelenmesi için 7.1 MeV enerjili elektronlar frenleme ışınımı (bremsstrahlung) spektrumu üretmek için kullanılmıştır. NRF yöntemi uyarılmış nükleer durumları karakterize eden birkaç fiziksel niceliğin tamamen model bağımsız olarak elde edilmesini sağlar. Yapılan deney sonucunda 156Gd çekirdeğine ait 70 tane uyarılmış durum gözlenmiştir. Gözlenen uyarılmış durumlara ait uyarılma enerjisi, bozunum genişliği, dallanma oranı, spin kuantum sayısı belirlenmiştir. Bu durumların bir çoğu yaptığımız 156Gd(gama, gama′) deneyinde ilk kez gözlenmiştir. Diğer taraftan, şekil-faz geçişleri bölgesinde yer alan 156Gd çekirdeğinin sahip olduğu deneysel gözlenebilirleri açıklayabilmek amacıyla, açısal momentum bariyeri içeren Genelleştirilmiş Woods-Saxon potansiyeline sahip Bohr Hamiltoniyen analitik olarak çözülmüştür ve 156Gd çekirdeği için temel seviye ve gama-bandları içindeki enerji seviyeleri teorik olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar deneysel olarak ölçülen değerlerle karşılaştırıldığında birbirleriyle uyumlu olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
The Jpi = 1+ scissor mode was first observed in 156Gd in high-resolution electron scattering experiments in 1984 and shortly after confirmed by (e,e') Nuclear Resonance Fluorescence (NRF) experiment. In this thesis, an experiment was performed at the superconducting Darmstadt linear electron accelerator (S-DALINAC) using the NRF technique to study dipole-excitations of 156Gd up
to 7 MeV. A monoenergetic electron beam of 7.1 Mev was used for the production of bremsstrahlung allowing the investigation of dipole excitations of 156Gd in the sensitive energy range of 3 to 7 MeV. The technique of NRF allows for the recovery of several physical quantities characterizing the excited nuclear states in a completely model independent way. These observables include the excitation energies, level widths, gamma decay branching ratios, spin quantum numbers, and parities. In total, 70 excited states of 156Gd were observed in the energy range up to 7 MeV.
Some of these states have been observed in an (gamma, gamma') experiment for the first time
in this experiment subject to this thesis.
On the theoretical side of this thesis, the Bohr Hamiltonian with the well-known Generalized Woods-Saxon potential involving the repulsive angular momentum barrier is solved analytically to explain experimental observables of 156Gd lying in the shape-phase transition region. We observe a good agreement between calculated and experimental values for energy spacing within the ground state and
gamma-band for the 156Gd nucleus.