Study of the strcuture of neutron-rich nuclei around the doubly-magic 78Ni nuclei.
Etude de la Structure des Noyaux Riches en Neutrons autour du Noyau Doublement Magique 78Ni
Résumé
In the last decade, $\beta$-decay studies in $^{69, 71, 73}$Cu isotopes have evidenced the sharp lowering of the $\pi 1f_{5/2}$ orbital as the occupancy of the $\nu 1g_{9/2}$ orbital increases. This phenomenon can be interpreted as the result of the tensor forces between these proton and neuron orbitals. With a similar argument, a weakening of the N=50 shell gap when approaching the $^{78}$Ni nucleus is predicted due to the attraction between the $\nu 1g_{9/2}$ and $\nu 1d_{5/2}$ configurations with the $\pi 1f_{5/2}$ state and the repulsion between the $\nu 1g_{7/2}$ with the $\pi 1f_{5/2}$ state. Nuclei in the viciniy of the doubly-magic $^{78}$Ni nucleus are amongst the best candidates to study the N=50 shell-closure evolution and other aspects of shell model at large N/Z ratio. Such studies can be addressed by the use of powerful experimental setups like the combination of a large acceptance mass spectrometer coupled to a large granularity $\gamma$-ray detector array such as PRISMA and CLARA at LNL, Legnaro (Italy). The latter setup enables systematic studies of the structure of a wide A and Z domain of neutron-rich nuclei around N=50. In a recent experiment the exotic residues were produced via deep-inelastic reactions between a $^{82}$Se beam ($E_{lab}=505$ MeV) and an uranium target. Quasi-projectile yrast states are principally populated with $I < 10 \hbar$ in the isotopic chains $24 \leq Z \leq 36$ ($^{74-82}$Ge, $^{72-77}$Zn, $^{61-69}$Co for example). In order to complete these $\gamma$-spectroscopy data, obtained at Legnaro, the $\beta$-decay of neutron-rich copper isotopes has also been studied. These experiments performed at the ISOLDE facility at CERN (Geneva, Switzerland) feed low spin yrare states, accordingly to decay rules. Preliminary partial level schemes of odd zinc isotopes (A=73,75,77) have been built, for the first time for the most exotic ones ($^{75,77}$Zn). The complementarity of these two reaction mechanisms opens new perspectives for the study of exotic nuclei.
Durant la dernière décennie, les études de la décroissance bêta des isotopes 69,71,73Cu ont mis en évidence le net abaissement de l'orbitale proton 1f5/2 lors du remplissage de l'orbitale neutron1g9/2. Ce phénomène peut être interprété comme le résultat des forces tensorielles entre ces orbitales proton et neutron. Un argument similaire prédit l'affaiblissement du gap N=50 quand on s'approche du noyau 78Ni du fait de l'attraction entre les configurations 1g9/2 et1d5/2 avec l'orbitale 1f5/2 et de la répulsion entre les états 1g7/2 et 1f5/2. Ainsi, les noyaux au voisinage de noyau 78Ni, sont les meilleurs candidats pour étudier l'évolution de la fermeture de couche N=50 et les autres aspects du modèle en couches à grand rapport N/Z. De telles études nécessitent des appareillages performants comme la combinaison d'un spectromètre de noyaux de recul de grande acceptance (PRISMA) couplé à un multidétecteur gamma à grande granularité, CLARA à Legnaro (Italie). Lors d'une récente expérience, des résidus exotiques ont été produits via des réactions profondément inélastiques entre un faisceau de 82Se (Elab = 515 MeV) et une cible d'Uranium. Je me suis principalement penchée sur les systématiques des isotopes de Ge et Zn. Dans le but de compléter ces données, une expérience de décroissance bêta, réalisée auprès d'ISOLDE au CERN, des isotopes impairs riches en neutrons de Cu a également été étudiée. Les schémas de décroissance pour les isotopes 71,73,75Cu ont été construit, pour la première fois pour l'élément le plus exotique. La complémentarité des données issues de ces deux mécanismes ouvre de nouvelles perspectives en vue de l'étude des noyaux riches en neutrons.
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