Mehrfachanregung der Riesenresonanz

Riesenresonanzen sind quantisierte kollektive Vibrationen von Atomkernen. Der Arbeitskreis J.V. Kratz beschäftigt sich seit Jahren mit der Coulombanregung der Dipol-Riesenresonanz mit Hilfe relativistischer Schwerionenstrahlen aus dem Schwerionensynchrotron der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt. Das zeitabhängige, intensive elektrische Feld, das in einer Schwerionenkollision auftritt, enthält Fourierkomponenten von 20 bis 30 MeV, mit denen Riesenresonanzen mit hohen Wirkungsquerschnitten angeregt werden können. In einer Serie von radiochemischen Experimenten zur Anregung der Dipol-Riesenresonanz in Au konnten wir erstmals zeigen, dass die Anregungswahrscheinlichkeit mit schweren Projektilen so groß sind, dass sequentiell über die Anregung des ersten Phonons, sogar das zweite Phonon der Dipol-Riesenresonanz angeregt wird. In weiteren Experimenten mit dem Large Area Neutron Detector LAND, an dessen Planung und Konstruktion der Arbeitskreis beteiligt war (LAND Collaboration), wurde die Mehrfachanregung F in 136Xe-, 208Pb- und 238U-Projektilen exklusiv untersucht, d.h. durch den Nachweis aller vom angeregten Projektil emittierten Teilchen (Neutronen und g-Quanten) und des schweren Projektilfragments. Durch Rekonstruktion der Lorentz-invarianten Masse kann das Anregungsenergiespektrum des angeregten Projektils rekonstruiert werden. Daraus entnehmen wir Informationen über die Position und die Breiten dieser hochexotischen Zustände. Die überraschend geringen Breiten zeigen, dass die 2 Phononen-Dipolriesenresonanz trotz der hohen Anregungsenergie bemerkenswert stabil gegen die Ankopplung an Kontinuumszustände ist.

Während diese Experimente mit stabilen Projektilen durchgeführt wurden, haben wir zusätzlich ein Programm gestartet, in dem die Coulombanregung radioaktiver Projektilfragmente vom Fragmentrückstoßseparator FRS studiert wird. Dies wird über weite Bereiche von Massenzahlen einer gegebenen Kernladungszahl Z durchgeführt, um die elektrische Dipolstärke als Funktion des Neutronenüberschusses zu studieren. Für zunehmend neutronenreiche radioaktive Kerne finden wir, dass die Dipolstärke zunehmend zu niedrigen Anregungsenergien verschoben wird. Diese Information ist wichtig für theoretische Kernstrukturrechnungen und die in ihnen enthaltenen effektiven Wechselwirkungen. Deshalb sollen die bisherigen Messungen an den Sauerstoffisotopen 17-22O durch weitere systematische Messungen an neutronenreichen Kernen mit höherer Kernladung ausgedehnt werden.

Literatur:

T. Aumann, P.F. Bortignon, H. Emling, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 48 (1998)
T. Aumann et al., Z. Phys. A352, 163 (1995)
K. Boretzky et al., Phys. Lett. B 384, 30 (1996)


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