Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych

Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych

Marcin Paweł SadowskiZakład Fizyki Jądra Atomowego

Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych

Rok akademicki 2004/2005

2005-05-09 Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

2

Plan

> Rotacje jąder zdeformowanych> Intrygujące jądro 199Pb> Nowy model jądra – model

„szczypcowy”> Moment magnetyczny jądra> Czy tylko 199Pb?> Co dalej?


3

Kiedy jądro może rotować?jądro wydłużone

jądro spłaszczone

?

?

?

oś symetrii


4

Jądra zdeformowane

Założenie: J = constwówczas: E ~ I(I+1)

p

n

αn

γ

γ

γ

γ

10–20 s

10–16 s

10–9 sJ moment bezwładnościI moment pędu


5

Rotacje jąderzdeformowanych

> Przykład: jądro 152Dy

> Promieniowanie E2

> Równoodległe linie

> E ~ I2


6

Zaskoczenie!

> Widmo rotacyjne ergo jądro zdeformowane — ale nie koniecznie!

> Równoodległe linie> E ~ I2

> Promieniowanie M1 zamiast E2 ergo jądro sferyczne!


7

Przykład: jądro 199Pb


8

Porównanie 152Dy vs. 199Pb

152Dy 199Pb

równoodległe linie w widmie kwantów gamma

E ~ I2

E2 silne E2 słabe; M1 silne

superzdeformowane prawie sferyczne


9

Promieniowane E2 vs. M1

+q

–q

i

promieniowanieelektryczne kwadrupolowe

E2

promieniowaniemagnetyczne dipolowe

M1

+q

–q


10

Nowy model jądra

> Rok 1993 — Stefan Frauendorf

> 199Pb = 82p + 117n

199Pb = rdzeń + 2p + 3np

n

80p + 114n


11

Sprzężenie momentów pędu

jnjp

I

I

jnjp jp jn

I

E1 < E2 < E3


13

jn jp

IMechanizm „szczypcowy”


14

Kręci się!

jn jp


15

Moment magnetyczny jądra

jn

μtot

jp

μn

μp Iμ

p

μn

jn

jp

I

μtot


16

Rotujący moment magnetyczny

jp

I

μtot

jn


17

Potwierdzenie doświadczalne 199Pb

R. M. Clark,A. O. Macchiavelli,

Annu. Rev. Nucl. Part. Sci.

2000, 50:1-36

silne przejścia M1

słabe przejścia E2

B ~ (μ)2


18

Jądra stabilne

Rotacja magnetyczna

Jądra zbadane

„Terra incognita”

Liczba neutronów, N

Licz

ba p

roto

nów

, Z

Przewidywania

S.

Frauendorf


19

Przypadki zidentyfikowane

86Rn radon

82Pb ołów

73Ta tantal

64Gd gadolin

63Eu europ

51Sb antymon

50Sn cyna

49In ind

48Cd kadm

37Rb rubid

36Kr krypton

35Br brom


20

Porównanie

Rotacje Elektryczne Magnetyczne

Deformacja kwadrupolowa

β2 ≈ 0,2 … 0,6 β2 < 0,1

Widmo gamma Równoodległe linie

E vs. I E ~ I2

Całkowity moment pędu pochodzi

od……wielu nukleonów

…nukleonów walencyjnych

Promieniowanie E2 M1

Anizotropowy rozkład

Ładunku i materiiPrądów wewnątrz

jądra

Wyróżniony kierunek

Prostopadły do osi symetrii

Moment pędu


21

Co dalej?

> Rotacja magnetyczna w jądrach idealnie sferycznych

> Rotacja antymagnetyczna

> Otwieranie się „szczypiec” wraz ze wzrostem energii wzbudzenia

jp1

jp2

jn

I

μtot = 0μ1

μ2


22

Zakończenie

> Zjawisko zaskakujące

> Weryfikacja informacji na temat jądra atomowego

> Informacje o oddziaływaniach między nukleonami walencyjnymi


23

Dziękuję za uwagę

Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych

Documents

Transcript of Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych