Freiburg 1999 – wissenschaftliches Programm
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HK: Physik der Hadronen und Kerne
HK 19: Kernphysik III / Magnetische Momente
HK 19.4: Gruppenbericht
Dienstag, 23. März 1999, 15:00–15:30, B
β-NMR-Messungen von Kernmomenten mit optisch polarisierten Isotopenstrahlen — •M. Keim1, S. Kappertz2, S. Wilbert2, B.A. Brown3, W. Geithner2, G. Kotrotsios2, P. Lievens4, R. Neugart2, L. Vermeeren4 und ISOLDE Collaboration1 — 1CERN, Geneva — 2Inst. für Physik, Univ. Mainz — 3Michigan State Univ., East Lansing, USA — 4K.U. Leuven
Kernmomente leichter Nuklide wurden am ISOLDE-Massenseparator mit β-NMR-Spektroskopie bestimmt. Durch optisches Pumpen mit zirkular polarisiertem Laserlicht werden Kernpolarisationen bis zu 60% erzeugt. Die Kerne werden in ein Kristallgitter implantiert, das sich im starken Magnetfeld des β-NMR-Spektrometers befindet. Die Winkelverteilung der Gamow-Teller-Zerfälle weist eine 0∘/180∘-Asymmetrie auf, die proportional zum Polarisationgrad ist und mit Szintillationsdetektoren nachgewiesen wird. Zur Spektroskopie wird ein Hochfrequenzfeld eingestrahlt, das in Resonanz mit der Zeemanaufspaltung des Kernspinsystems die mI-Zustände koppelt und so die Polarisation vermindert. In einem kubischen Kristallgitter ist die Resonanzfrequenz durch die Larmorfrequenz, also durch die Magnetfeldstärke und den Kern-gI-Faktor, gegeben. In Gittern mit nicht-kubischer Symmetrie spaltet das NMR-Signal proportional zur Wechselwirkung des Quadrupolmoments mit dem intrinsischen Feldgradienten des Gitters in 2· I Komponenten auf.
Mit dieser Methode wurden die Quadrupolmomente der Natriumisotope 20,21,26−31Na bestimmt. Die Empfindlichkeit ließ sich durch die simultane Einstrahlung mehrerer Frequenzen so weit erhöhen, daß sowohl die “proton drip line” als auch der Schalenabschluß bei N=20 erreicht wurden. Der Vergleich mit Schalenmodellrechnungen zeigt den wachsenden Einfluß von Intruderzuständen aus der fp-Schale ab 29Na und damit das Aufweichen der sd-Schale.
Ähnlich wurde das magnetische Moment des Neutronenhalo-Kerns 11Be
gemessen, nachdem mit der Entwicklung einer Laserionenquelle für Beryllium
ein entsprechender Strahl zur Verfügung steht.
Das experimentelle Ergebnis steht im Einklang mit dem Bild einer
Halostruktur mit dominierendem 10Be(0+) × ν(s1/2) Beitrag
zur Wellenfunktion.
(Gefördert durch BMBF)