Egzotik pf-kabuk çekirdeklerine ait beta bozunumlarının GANIL verisiyle incelenmesi
Beta-decay studies of exotic pf-shell nuclei at GANIL
Yazar: LEVENT KÜÇÜK
Danışman: DOÇ. DR. YEŞİM ÖKTEM ; PROF. DR. BERTA RUBIO
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Nükleer çekirdeklerin yapısını anlayabilmek ve karakterlerini belirleyebilmek için birçok farklı yöntem kullanılmaktadır. Teknolojinin ilerlemesi ile yapılan teorik ve deneysel çalışmalar, geliştirilen modeller çekirdekler hakkındaki bilgilerin genişlemesine olanak sağlamaktadır. Çekirdeklerin kararlılık bölgesinde hareket etmek için seçtikleri beta bozunumu, iyi bilinen bir bozunum tipidir. Farklı tiplerde gerçekleşebilen beta bozunumu, söz konusu çekirdeklerin sahip oldukları proton ve nötron sayılarına bağlı olarak nükleer tabloda bulunan kararlılık bölgesine yönelmelerine dayanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, nükleer tabloda bulunan pf-kabuk çekirdeklerine ait beta bozunumları esas alınmıştır. Fransa' da bulunan GANIL(Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) Araştırma Merkezinde gerçekleştirilen deneysel çalışmada, 79 MeV / nükleon enerjisine sahip 64Zn hüzmesinin 235 mg/cm² yoğunluktaki 58Ni hedefe çarptırılması ile elde edilen fragmantasyon tipi reaksiyonda egzotik çekirdekler üretilir. Bu egzotik çekirdeklerin yapmış olduğu beta bozunumlarını incelemek, bu deneysel tekniğin seçilme nedenlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı, 58Zn (Z=30) çekirdeğinden 58Cu (Z=29) çekirdeğine olan beta bozunumunu gözlemlemektir. Yapılan veri analizi çalışmaları ile bozunum sonucu elde edilen 58Cu çekirdeğine ait 1+ seviyeleri gözlenmiştir. Diğer yandan bu bozunum sonucunda 58Zn çekirdeğinin yarı ömrü ölçülebilmiş ve bu sonuçlar mevcut literatür bilgisiyle karşılaştırılmıştır. Çekirdeklerin sahip oldukları izospin (Tz) değerlerinden yararlanarak oluşturulan ?ayna sistemler? kapsamında gerçekleştirilen ?ayna çalışmalar?, Tz = ±1 ve Tz = ±2 sistemleri için gerçekleştirilmektedir. İzospinin iyi bir kuantum numarası olarak kabul edilmesi, ayna çekirdekler ve bu çekirdeklere ait Gamow ? Teller geçişler için simetri beklentisini beraberinde getirmektedir. 58Zn çekirdeğinin sahip olduğu Tz = -1 değeri, bu çekirdeğin 58Ni(Tz = +1) çekirdeği ile ayna çekirdek sistemini oluşturduğunu ve bu iki çekirdek için yapılacak olan 58Zn?58Cu beta bozunumu ile 58Ni(3He,t)58Cu yük değişim reaksiyonu sonucunda elde edilecek Gamow ? Teller Geçişleri arasında bir ilişki kurulabileceğini göstermektedir. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen yarı ömür ölçümü ve yarı ömrü ölçülen bozunum sonucu görülen uyarılmış seviyelere ait gama bozunumları, söz konusu beta bozunumunun ayna çalışması olan yük değişim reaksiyonundan elde edilen Gamow ? Teller Geçişlerine ait kesin Gamow ? Teller Geçiş şiddet değerlerinin (B(GT)) hesaplanması için temel sağlamıştır.

Abstract:
Studying the structure of nuclei and understanding how they behave can be done through different techniques. The results and the models which have been extracted can be improved by the experiments and the theoretical studies to have a detailed idea on nuclei. In order to go over the stability valley, one of the well-known decay by nuclei is the beta-decay. Depending on how many protons and neutrons they have, nuclei move through the chart as the ?nature? says. In this thesis, it is based on to study the beta decay of pf-shell nuclei in the nuclear chart. For this reason, an experiment based on fragmentation procedure to produce exotic nuclei was held at GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds), France with a beam 64Zn at an energy of 79 MeV / nucleon hitting the target 58Ni with a 235 mg/cm² density. Observing beta decays of these exotic nuclei is one of the reasons to use this kind of experiment. The aim of this work was to observe the beta decay of 58Zn (Z=30) nucleus to 58Cu (Z=29) nucleus. Following the analysis procedure, 1+ excited states of 58Cu have been observed. Moreover, the half life of 58Zn has been measured and the results were compared with the literature. Depending on the isospin number (Tz) that nuclei have, the mirror works for Tz= ±1 and Tz= ±2 can be studied within the name mirror systems. Assuming that isospin is a good quantum number, symmetry is expected for mirror nuclei and the GT transitions for these nuclei. Tz= -1 is the isospin value of 58Zn shows that this nucleus has the mirror system with 58Ni (Tz= +1). Therefore, it is expected to relate the Gamow ? Teller Transitions for the beta decay 58Zn?58Cu and 58Ni(3He,t)58Cu charge exchange reaction which have been done for these nuclei. The measured half life of the beta decay and the gamma decays from the observed excited states of the daughter nucleus showed in this thesis can provide the calculation of the absolute Gamow ? Teller Transition Strengths (B(GT)) for the mirror charge exchange reaction.