$\gamma$-spectroscopy of neutron-rich nuclei around N=20
Spectroscopie $\gamma$ des noyaux riches en neutrons autour de N=20
Résumé
There is an island of inversion around $^{32}$Mg (12 protons, 20 neutrons) in contradiction with a shell closure N=20. It means a coexitence of spherical and deformed shapes.
This work is devoted to the study of $\gamma$ ray spectroscopy for nuclei in this region, based on an experiment done at GANIL with a composite secondary beam produced by fragmentation. The originality of the method used here lies in the possibility to study simultaneously several nuclei, and for each of them to explore sevral reaction channels. The VAMOS spectrometer was used for the identification of the ejectiles. The $\gamma$-rays were detected with EXOGAM, a germanium clover array. The detectors used before and after the target allowed for a unique identification and a selection of the reaction channel : inelastic scattering, transfer and fragmentation reaction. In this thesi the following nuclei were studied : $^{28}$Ne, $^{30-32}$Mg, $^{31-34}$Al, $^{33-35}$Si, $^{35}$P. New $\gamma$-rays have been observed. The $\gamma$-rays angular distributions and $\gamma$-$\gamma$ angular correlations have been measured for some transitions. Assignment of spins and parities has been proposed for some states. In particular, in n{34}$Si, the $3^-$ assighment is confirmed and a new candidate for the second $0^+$ has been proposed. In $^{32}$Mg, the state at 2.321 MeV is confirmed, for which conflicting assignment existed, is deducted from the present data as a $4^+$, and a $6^+$ state is proposed.
This work is devoted to the study of $\gamma$ ray spectroscopy for nuclei in this region, based on an experiment done at GANIL with a composite secondary beam produced by fragmentation. The originality of the method used here lies in the possibility to study simultaneously several nuclei, and for each of them to explore sevral reaction channels. The VAMOS spectrometer was used for the identification of the ejectiles. The $\gamma$-rays were detected with EXOGAM, a germanium clover array. The detectors used before and after the target allowed for a unique identification and a selection of the reaction channel : inelastic scattering, transfer and fragmentation reaction. In this thesi the following nuclei were studied : $^{28}$Ne, $^{30-32}$Mg, $^{31-34}$Al, $^{33-35}$Si, $^{35}$P. New $\gamma$-rays have been observed. The $\gamma$-rays angular distributions and $\gamma$-$\gamma$ angular correlations have been measured for some transitions. Assignment of spins and parities has been proposed for some states. In particular, in n{34}$Si, the $3^-$ assighment is confirmed and a new candidate for the second $0^+$ has been proposed. In $^{32}$Mg, the state at 2.321 MeV is confirmed, for which conflicting assignment existed, is deducted from the present data as a $4^+$, and a $6^+$ state is proposed.
Il est maintenant établi qu'il existe un ïlot d'inversion autour du noyau riche en neutrons $^{32}$Mg (12 protons, 20 neutrons) en contradiction avec l'image de la fermeture de couche N=20. Cette inversion implique une coexistence de forme entre les configurations sphériques et déformée. Le travail présent étudie la spectroscopie $\gamma$ des noyaux de cette région grâce à une expérience réalisée au GANIL avec un faisceau secondaire composite produit par fragmentation. L'originalité de cette méthode utilisée réside dans la possibilité d'étudier simultanément plusieurs noyaux, et pour chaque noyau d'explorer plusieurs voies de réaction. Le spectromètre VAMOS a été utilisé pour l'identification des éjectiles. Les rayonnements $\gamma$ étaient détectés par EXOGAM, un ensemble de détecteurs germanium. Les détecteurs utilisés avant et après la cible de C$D_2$permettaient une identification unique des noyaux et une sélection de la voie réaction : diffusion inélastique, réactions de transferts et de fragmentation.
Les noyaux suivants ont été étudiés: $^{28}$Ne, $^{30-32}$Mg, $^{31-34}$Al, $^{33-35}$Si, $^{35}$P. De nouvelles transitions ont été observées. Les distributions angulaires de rayonnements $\gamma$ ainsi que les les corrélations angulaires $\gamma$-$\gamma$ ont pu être mesurées pour certaines transitions. Une attribution des spins et parités de certains états a ainsi été proposée. En particulier, l'assignation de l'état $3^-$ dans le $^{34}$Si est confirmée et un candidat est proposé pour le second état $0^+$, correspondant à la configuration déformée. Dans le $^{32}$Mg, l'état à 2.321 MeV, pour lequel des attributions contradictioires existent, est vraisemblablement un $4^+$, et nous proposons un candidat pour un état $6^+$.
Les noyaux suivants ont été étudiés: $^{28}$Ne, $^{30-32}$Mg, $^{31-34}$Al, $^{33-35}$Si, $^{35}$P. De nouvelles transitions ont été observées. Les distributions angulaires de rayonnements $\gamma$ ainsi que les les corrélations angulaires $\gamma$-$\gamma$ ont pu être mesurées pour certaines transitions. Une attribution des spins et parités de certains états a ainsi été proposée. En particulier, l'assignation de l'état $3^-$ dans le $^{34}$Si est confirmée et un candidat est proposé pour le second état $0^+$, correspondant à la configuration déformée. Dans le $^{32}$Mg, l'état à 2.321 MeV, pour lequel des attributions contradictioires existent, est vraisemblablement un $4^+$, et nous proposons un candidat pour un état $6^+$.