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Institut für Kernphysik, TU Darmstadt K.-H. Speidel Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Hilfe von -Transfer- Reaktionen University of Surrey DPG Spring Meeting 2008 Darmstadt J. Leske 1 Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, University of Bonn S. Pietri GSI, Darmstadt P. Doornenbal, J. Gerl, N. Goel, I. Kojouharov, W. Prokopowicz, H. Schaffner, H.-J. Wollersheim University of LUND J. Cederkall, A. Ekstroem FZ Rossendorf R. Schwengner TU München R. Gernhäuser, P. Maier-Komor A. Jungclaus, J. Walker, V. Modamio Universidad Autonoma de Madrid 1 Institut für Kernphysik, TU Darmstadt B. Alikhani, L. Coquard, T. Bloch, N. Pietralla

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Institut für Kernphysik, TU Darmstadt

K.-H. Speidel

Kernstrukturuntersuchungen an

radioaktiven Isotopen mit Hilfe von

-Transfer-Reaktionen

University of Surrey

DPG Spring Meeting 2008Darmstadt

J. Leske1

Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, University of Bonn

S. Pietri

GSI, Darmstadt

P. Doornenbal, J. Gerl, N. Goel, I. Kojouharov, W. Prokopowicz,

H. Schaffner, H.-J. Wollersheim

University of LUNDJ. Cederkall, A. Ekstroem

FZ RossendorfR. Schwengner

TU MünchenR. Gernhäuser, P. Maier-Komor

A. Jungclaus, J. Walker, V. ModamioUniversidad Autonoma de Madrid

1Institut für Kernphysik, TU DarmstadtB. Alikhani, L. Coquard, T. Bloch, N. Pietralla

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

need for radioactive ion beam facilities

Introduction & Motivation

exploration of the entire nuclear landscape

pn interaction

nn force

nuclear models

RIBF @ RIKEN (Japan)

NSCL @ MSU (USA)

ISAC @ TRIUMF (Canada)

SPIRAL2 @ GANIL (France)

REX-ILSOLDE @ CERN (Europe)

RISING @ GSI

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

Transient magnetic fields

linear parametrisation with

ion beam induced attenuation

exp = Gbeam

lin g

polarized electrons and aligned nuclear spin

excited ion with aligned nuclear spin travels through polarized ferromagnetic environment

empirical parametrization required !

stable beam

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

g-factor measurements using transfer

Particle coincidence

spectrum

Particle-- angular correlation

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

Particle gated -coincidence spectra

two different nuclei studied simultaneouslyrates comparable those of Coulex experiments

transfer selective to low spin states

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

g factors and B(E2)‘s from -transfer experiments

Ge68

32 36Zn62

30 32Ti44

22 22Ti52

22 30

O. Kenn et al., Phys. Rev. C65 (2002) 034308

J. Leske et al., Phys. Rev. C71 (2005) 044316

K.-H. Speidel et al., Phys. Lett. B 633 (2006) 219

S. Schielke et al., Phys. Lett. B 567 (2003) 153

T1/2 = 9.2 h T1/2 = 271 d

T1/2 = 1.7 m

T1/2 = 60 y

Is transfer also applicable for isotopes heavier than A = 68 ?

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

UNILAC Experiment U234 (see also HK 48.7 from J. Walker)

“Measurement of the g-factors of 2+ states in stable A=112,114,116 Sn isotopes using the transient field technique”

recoil detection20° 45°

4 Euroball Cluster at ±65°

112,114,116Sn@ 4 MeV/u

natC

Gd Cu

0.7 10.8mg/cm2

4.9

excitation layer natural carbon

112,114,116Sn + 12C112,114,116Sn*116,118,120Te*

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

UNILAC Experiment U234

400 600 800 1000 1200 14000

5000

10000

15000

0

2000

4000

6000

118Te

114Sn

Prompt particle gated -ray spectra

500 1000 1500 2000 2500 30000

5000

10000

15000

20000

25000

12C

Si spectrum

channel

coun

ts

E (keV)

coun

ts

51o

65o

79o

4+ →

2+

2+ →

0+

3- → 2

+

5- → 4

+

e- e+

2+ →

0+

4+ →

2+

2 2+ →

2+

e- e+

6+ →

4+

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

spectra

200 400 600 800 1000 1200 14000

2000

4000

60000

2000

4000

0

1000

2000

3000

E (keV)

coun

ts

112Sn/116Te

114Sn/118Te

116Sn/120Te e- e+

e- e+

e- e+

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Experimental Result (preliminary)

PRELIMINARY

g(2 ) factors in 116,118,120Te+1 lifetimes from DSAM

analysis in 116,118,120Te

P. Raghavan, At. Data Tables 42, 189 (1989)

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Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit Kernstrukturuntersuchungen an radioaktiven Isotopen mit -Transfer -Transfer

Summary

Beam :Isotope :

T1/2 :

78Kr82Sr44

86Kr90Sr52

84Sr88Zr48

124Xe128Ba72

136Xe140Ba84

96Ru100Pd54

3.6 d25.5 d 28.5 y 83.4 d 2.4 d 12.8 d

Transfer to stable Ion Beams (examples)

Transfer observed in nuclei beyond A ~ 110Proof of principle for g-factor and DSAM experiments using transfer to stable nuclei in a mass region between 32 < A < 116

More exotic nuclei by Transfer to radioactive Ion Beams !

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Outlook

Plunger Experiments

Precision lifetime study in the proton-rich 100Pd following Coulomb-barrier -transfer reactions on 96Ru

Precision lifetime study in the neutron-rich 140Ba following Coulomb-barrier -transfer reactions on 136Xe

1 symmetric cluster (prototype)

4 asymmetric cluster

36-fold segmented Ge cristalls

540 segments, 555 channels (digital)

photopeak efficiency 3 – 8 %

AGATA-Demonstrator (Legnaro)

Transient Field & DSAM Experiments

UNILAC (GSI), Legnaro, REX-ISOLDE, GANIL