Sammendrag
Arbeidet i denne hovedoppgaven er en del av et omfattende prosjekt som går ut på å studere strukturen til kjerner ved høy eksitsjonsenergi og lavt spinn.
Ved Syklotronlaboratoriet har man konsentrert seg om kjerner tilhørende de sjeldne jordarter (med massetall A mellom 140 og 190) siden de har minimale skalleffekter.
Ved eksitasjon med lette prosjektiler vil de indre bevegelsene dominere over de kollektive, noe som gjør dem egnet til studier av kjerner i det statistiske regimet.
Prosjektilene som anvendes på disse kjernene, er He-3 som vekselvirker med target gjennom direkte-reaksjoner; inelastisk eller en-partikkeloverføringer. Dette fører til at kjernen blir tilført høy eksitasjonsenergi og lavt spinn.
Ved lave eksitasjonsenergier (under 2 MeV) er det mulig å adskille kjernens enkelte nivåer fra hverandre. Kjernens nivåer beskrives forholdsvis godt ved Nilssonmodellen for deformerte kjerner hvor også vibrasjon og rotasjon inkluderes.
Den delen av gammastrålingen som skyldes henfall mellom disse tilstandene, kalles diskret stråling siden begynnelses- og slutt-tilstandene kan spesifiseres.
Ved høyere energier er det ikke lenger mulig å skille nivåene, og statistiske modeller må tas i bruk for å gi en brukbar beskrivelse av kjernens oppførsel. En meget enkel modell vil her være en fermigassmodell hvor man ikke regner med vekselvirkningene mellom nukleonene. En slik modell vil imidlertid ikke gi et riktig bilde av kjernen ved lave energier da skalleffekter, parkorrelasjoner og spinn vil spille en vesentlig rolle.
I dette arbeidet legges det vekt på å studere kjernens egenskaper i det såkalte statistiske området.
En viktig størrelse ved høye energier er nivåtettheten, som antas å avspeile strukturelle endringer i kjernen. En slik endring kan være overgangen fra en parkorrelert tilstand til en tilstand som tilnærmet kan beskrives som en fermigass av ikke-vekselvirkende fermioner. Det er forventet at en slik overgang vil finne sted ved høye energier
På bakgrunn av nivåtettheten kan termodynamiske variable beregnes, og i dette arbeidet presenteres temperatur og varmekapasitet for kjernen. Fra statistisk mekanikk vet vi at disse størrelsene kan si noe om eventuelle faseoverganger. Siden kjernen består av et lite antall partikler, og ikke alle disse partiklene deltar i bevegelsesmønsteret, er det ikke sikkert at de ekstraherte termodynamiske størrelsene gir noen klar mening.
Denne oppgaven tar for seg de to nabokjernene Yb-171 og Yb-172 for å studere forskjellen mellom en like-like og en like-odde kjerne i kontinuum. Oppgaven tar også for seg de to reaksjonene Yb-172(He-3',He-3)Yb-172 og Yb-173(He-3,He-4)Yb-172 for å undersøke om måten kjernen blir dannet på spiller noen rolle for kjernens gamma-henfall.