Study of transfer reactions induced by a 16C beam
Etude des réactions de transfert induites par un faisceau de 16C
Résumé
Recent experiments have evidenced the existence of new shell gaps at N=14 and 16 in the neutron-rich oxygen isotopes, associated with the vanishing of the N=20 shell gap. The aim of this work is to investigate the possible appearance of these new magic numbers in the neutron-rich carbon isotopes by locating the 0d5/2, 1s1/2 and 0d3/2 neutron orbitals in 17C with the 16C(d,p)17C transfer reaction.
The experiment was carried out at the GANIL facility. A 16C beam at 17.2 AMeV produced by fragmentation was used to bombard a CD2 target. The light ejectiles were detected using the TIARA silicon strip array while a Si-Si-CsI telescope was placed at 0 degree to identify beam-like residues. In addition, four HPGe EXOGAM clover detectors were used to measure the gamma-rays emitted by 17C bound excited states.
The measured angular distributions confirm the spin and parity assignments of 3/2+, 1/2+ and 5/2+ for the ground state and the first and second excited states located at 217 keV and 335 keV, respectively. The spectroscopic factors deduced for these excited states indicate a large single particle strength, in agreement with shell model calculations. On the other hand, the spectroscopic factor of the ground state reveals an important 0d3/2 component, largely underestimated by the shell model. With a strong ℓ=0 valence neutron configuration and a low separation energy, the first excited state of 17C appears as a very good one-neutron halo candidate.
La disparition du nombre magique N=20 et l'apparition des nouveaux nombres magiques N=14 et 16 ont été observées dans les isotopes d'oxygène riches en neutrons. L'objectif de ce travail est d'étudier la présence éventuelle de ces nouveaux nombres magiques dans les isotopes de carbone riches en neutrons en localisant les orbitales de neutron 0d5/2, 1s1/2 et 0d3/2 dans le 17C à l'aide de la réaction de transfert 16C(d,p)17C.
Dans notre expérience réalisée au GANIL, les états du 17C ont été peuplés par la réaction de transfert 16C(d,p)17C induite par un faisceau de 16C d'énergie 17,2 AMeV incident sur une cible de CD2. Le détecteur à pistes silicium TIARA a été utilisé pour détecter les particules légères, tandis qu'un télescope Si-Si-CsI a été placé à 0 degré pour identifier les fragments lourds. Quatre détecteurs HPGe EXOGAM ont été utilisés pour détecter les photons γ émis par les états excités liés du 17C.
Les distributions angulaires confirment les spins et parités 3/2+, 1/2+ et 5/2+ pour l'état fondamental et les premier et deuxième états excités observés à des énergies d'excitation de 217 et 335 keV respectivement. Les facteurs spectroscopiques déduits pour ces états excités indiquent un caractère de particule indépendante marqué, en accord avec les calculs du modèle en couches. En revanche, le facteur spectroscopique de l'état fondamental révèle une composante 0d3/2 importante, nettement sous estimée par le modèle en couches. Du fait de sa faible énergie de séparation et de sa configuration ℓ=0 dominante, le premier état excité du 17C apparaît comme un très bon candidat d’état à halo d'un neutron.
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