Sistemática de núcleos ímpar-ímpar de Ga na região de massa A=60 - 70

• Main Author: Paula Rangel Pestana Allegro
• Other Authors: Nilberto Heder Medina
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2013
• Subjects: Estrutura nuclear; Física experimental; F´sica moderna; F´sica nuclear; Modelo nuclear; Experimental physics; Modern physics; Nuclear model; Nuclear physics; Nuclear structure
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-17102014-143630/

Um dos modelos mais utilizados para a descrição de núcleos é o Modelo de Camadas em Larga Escala, que demonstrou grande acurácia na descrição detalhada de propriedades nucleares. Na região de massa A = 50 80, os orbitais 1g9/2 e 2d5/2 são fundamentais para a descrição de estados excitados com mudança de paridade e de estruturas deformadas, porém suas contribuições na descrição de estados excitados de núcleos com número de massa ímpar e núcleos duplamente ímpares perto da linha de estabilidade ainda estão por ser investigadas. Nesta tese, a importância dos orbitais 1g9/2 e 2d5/2 na formação dos estados excitados dos núcleos duplamente ímpares 64,66,68,70Ga é estudada sistematicamente, levando também em consideração a descrição dos isótopos de Zn, Ge e Ga com número de massa ímpar pelo Modelo de Camadas em Larga Escala. Propriedades dos estados excitados, como energia e vidas médias de alguns estados isoméricos, foram medidas experimentalmente para os isótopos 64,66,70Ga e para o núcleo 67Ge na Universidade de São Paulo, Brasil, e na Universidade Estadual da Florida, EUA, utilizando os espectrômetros de raios SACI-PERERE, SISMEI e FSU Clover Array e as reações de fusão-evaporação 58Ni(12C, xpynz)64Ga,67Ge, 55Mn(18O, xpynz)66,70Ga, 58Ni(11B, 2pn)66Ga e 51V(19F, p3n) 66Ga. Os resultados experimentais obtidos para estes núcleos, assim como os conhecidos na literatura para os núcleos 68Ga e de Zn, Ga e Ge com número de massa ímpar foram comparados com as previsões do Modelo de Camadas em Larga Escala utilizando cinco interações residuais: JUN45, FPG, FPG (Neutron Rich), JJ4b-SDI para a descrição de excitações para o orbital 1g9/2 e LNPS para excitações para o orbital 2d5/2. Foram identificadas 34 novas transições e 19 novos estados excitados pertencentes ao núcleo 67Ge, uma nova transição e um novo estado excitado para o núcleo 70Ga e foram confirmadas as transições e estados excitados previamente identificados em trabalhos anteriores para os núcleos 64,66Ga. As multipolaridades de algumas transições dos núcleos 64,66,70Ga e 67Ge foram determinadas utilizando a razão DCO (Correlações Direcionadas de Radiação Emitida por Estados Orientados). A meia vida medida do estado isomérico de energia igual a 1464,33 (15) keV, pertencente ao núcleo 66Ga, é igual a T1/2 = 58,1 (12) ns, enquanto que para o estado isomérico do núcleo 67Ge, de energia igual a 751,70 (6) keV, a meia vida medida foi de T1/2= 107,2 (23) ns. As interações efetivas JUN45 e FPG se mostraram mais adequadas para a descrição dos isótopos 64,66,68,70Ga, indicando que os estados de paridade negativa são formados preferencialmente pela ocupação de 1 nêutron no orbital 1g9/2. No caso dos núcleos mais ricos em nêutrons 68,70Ga, em que excitações de nêutrons provenientes da camada pf para o orbital 2d5/2 poderiam ocorrer, os resultados calculados com a interação LNPS mostraram que orbital 2d5/2 praticamente não é ocupado, apenas o orbital 1g9/2 é ocupado na camada gds. === One of the most reliable models for describing nuclei is the Large Scale Shell Model, which has been shown to reproduce with very good accuracy detailed nuclear properties. In the A=50-80 mass region, the 1g9/2 and 2d5/2 orbitals are needed to describe the parity changes of the excited states and deformed structures, but the role of these two orbitals in the excited states of odd and odd-odd-mass nuclei near the stability line has still to be investigated. In this thesis, a systematic study is performed to determine the role of the 1g9/2 and 2d5/2 orbitals in the excited states of odd-odd 64,66,68,70Ga. This has been done in the framework of a systematic study of odd-mass Zn, Ga and Ge nuclei in the mass A= 60 -70 region by means of Large Scale Shell Model calculations. Nuclear properties of 64,66,70Ga and 67Ge nuclei, such as the energy of the excited states and the lifetime of isomeric states were measured at University of São Paulo, Brazil, and at Florida State University, USA, using the SACI-PERERE, SISMEI and FSU Clover Array -ray spectrometers and the 58Ni(12C, xpynz)64Ga,67Ge, 55Mn(18O, xpynz)66,70Ga, 58Ni(11B, 2pn)66Ga and 51V(19F, p3n) 66Ga fusionevaporation reactions. The obtained experimental results for those nuclei and the known values of 68Ga and odd-mass Zn, Ga, Ge were compared with the results of the Large Scale Shell Model using five different residual interactions: JUN45, FPG, FPG (Neutron Rich), JJ4b-SDI to describe excitations to the 1g9/2 orbital and LNPS to describe the excitations to the 2d5/2 orbital. Thirty-four new transitions and 19 new excited states were identified in the 67Ge nucleus, one new transition and an excited state were found in the 70Ga nucleus, while the excited states and transitions of 64,66Ga nuclei known in previous works were confirmed. The multipolarities of some transitions of 64,66,70Ga and 67Ge nuclei were determined by using the DCO ratios (Directional Correlations of -rays from Oriented States of Nuclei). The measured value for the half-life of the 66Ga 1464.33 (15) keV isomeric state is T1/2 = 58.1 (12) ns, while the measured value for the half-life of the 67Ge 751.70 (6) keV isomeric state is T1/2= 107.2 (23) ns. The JUN45 and FPG effective interactions give a good description of the excited states of the 64,66,68,70Ga isotopes and they have shown that the negative parity excited states were preferentially formed by the excitation of only one neutron to the 1g9/2 orbital. In the case of the more neutron rich 68,70Ga nuclei, where neutron excitations from the pf shell to the 2d5/2 could occur, the calculated results using the LNPS effective interaction have shown that the 2d5/2 orbital remains practically empty and only the 1g9/2 orbital is occupied in the gds shell.