La evolución de la colectividad es esencial para comprender la estructura de los núcleos alejados de la estabilidad. La región que se encuentra justo por encima de la capa cerrada Z=50, en las proximidades de N=Z, presenta interesantes propiedades colectivas de carácter cuadrupolar y octupolar. El objetivo de esta tesis es estudiar la evolución de la colectividad cuadrupolar y octupolar en isótopos ligeros de Xe, al acercarse a la línea N=Z, mediante la medida de la vida media de los estados excitados de baja energía del 112Xe, para las transiciones que desexcitan dichos estados se han determinado las probabilidades de transiciones reducidas. Partiendo del núcleo semimágico 136Xe, a medida que se vacı́a la capa de neutrones, la colectividad de los isótopos del Xe aumenta hasta el centro de la capa para los neutrones alrededor de N=66. Si se continúa vaciando la capa de neutrones, la colectividad parece disminuir, como se esperaba, hasta N=58 donde hay un cambio inesperado en la tendencia y la colectividad en los isótopos más ligeros del Xe, parece persistir. Para investigar la evolución de la colectividad, se estudia el grado de libertad cuadrupolar a través de la vida media de los estados 2+ y 4+ en el núcleo 112Xe, que se han medido por primera vez utilizando la técnica RDDS.
El experimento se realizó en la primera campaña con la combinación de instrumentos AGATA-NEDA+NW-DIAMANT instalado en el laboratorio GANIL. El Advanced GAmma Tracking Array (AGATA) detecta la radiación gamma, el detector NEDA+NW detecta neutrones y DIAMANT se encarga de detectar partículas cargadas ligeras. El set-up incluyó el dispositivo plunger CSNSM “OUPS” para la determinación de las vidas medias de interés con la técnica Recoil Distance Doppler Shift (RDDS).
Se utilizó una reacción de fusión-evaporación para poblar el 112Xe con un haz de 58Ni, a una energía de 250 MeV, que incidía en un blanco de 58Ni de 1mg/cm2. Además del blanco, en el plunger se instaló un degradador de 197Au con un espesor de 5 mg/cm2 para disminuir la energía de los productos de la reacción sin detenerlos, con el fin de maximizar la resolución energética.
El experimento se realizó con una condición de trigger de un neutrón identificado en NEDA-NW en coincidencia con dos detectores de AGATA con señal, el cual evita el 90% de los canales de reacción no deseados. La información de DIAMANT se ha utilizado en el análisis off-line, después del experimento, para la identificación de los canales de reacción. Los canales de reacción de interés fueron seleccionados offline con las condiciones de partículas de dos neutrones y 0,1 y 2 protones debido a que nuestro canal de reacción es poblado mediante la evaporación de dos neutrones y dos protones.
El análisis de las vidas medias se desarrolló con dos métodos que pertenecientes a la técnica estándar RDDS; el método Decay Curve Method (DCM) y el método Differential Decay Curve Method (DDCM).
Se presenta un estudio de la sistemática de los isótopos del Xe. Las vidas medias de las transiciones 4+ → 2+ y 2+ → 0 + en el núcleo 112Xe se han medido y se han determinado sus probabilidades de transición reducidas comparándolas con diferentes modelos teóricos; LSSM, BMF y TRS. Además, se ha medido la vida media de la transición 5- → 4+ del núcleo 112Xe y se ha determinado su probabilidad de transición reducida. Además se ha podido determinar un límite superior para la probabilidad de transición reducida de la transición E3 5- → 2-.
Además, la parte final de la tesis está dedicada a mi contribución de la construcción de los detectores de NEDA en el Laboratorio Nazionale di Legnaro-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN-LNL) para ser utilizados en una campaña de medidas, incluyendo el experimento descrito en la tesis.The evolution of collectivity is essential to understand the structure of nuclei far from stability.The region that lies just above the Z=50 closed shell, in the vicinity of N=Z, exhibits interesting collective properties of quadrupole and octupole character. The aim of this thesis is to study the evolution of the quadrupole and octupole collectivity in light Xe isotopes, when approaching the N=Z line, through the lifetime measurement of the low laying excited states of 112Xe where the reduced transitions probabilities were determined. The collectivity in Xe isotopes when neutrons are removed increases until the mid-shell for neutrons around N=66 as decrease until N=58 where there is a change in the trend and the collectivity in the light Xe seems to persist. To investigate the evolution of collectivity, the quadrupole degree of freedom is studied through the lifetime of the 2+ and 4+ states in the 112Xe nucleus measured for the first time.
The experiment was performed in the first campaign with the AGATA-NEDA+NW-DIAMANT setup installed at the GANIL laboratory. The Advanced GAmma Tracking Array (AGATA) detects gamma-rays, The NEDA+NW array detects neutrons and DIAMANT is in charge of detecting light charge particles. The set-up included the CSNSM “OUPS” plunger device for the determination of the lifetimes of interest with the standard recoil-distance Doppler shift (RDDS) technique.
A fusion evaporation reaction was used to populate the 112Xe with a 58Ni beam, with an energy of 250 MeV, impinging on a 58Ni 1 mg/cm2 target. A 197Au degrader with a thickness of 5 mg/cm2 was installed in the plunger device to degrade the reaction products energy without stopping them, in order to maximize the energy resolution.
The experiment was performed with a trigger condition of one neutron identified in NEDA-NW in coincidence with two detectors in AGATA which removes the 90% of the unwanted reaction channels. The information of DIAMANT has been used off-line for identification of the reaction channels. The reaction channels of interest were offline selected from 2n0p, 2n1p and 2n2p conditions due to our reaction channel is populated via the evaporation of two neutrons and two protons.
The lifetime analysis was performed following two methods within the standard RDDS technique; the Decay Curve Method (DCM) and the Differential Decay Curve Method (DDCM).
A study of the systematics on Xe isotopes is exposed. The lifetimes for the 4+ → 2+ and 2+ → 0+ transitions in the 112Xe nucleus have been measured and their reduced transitions probabilities are determined and compared with different theoretical models; LSSM, BMF and TRS. In addition, the lifetime of the 5- → 4+ transition is measured in the 112Xe nucleus and its reduced transition probability is determined. Futhermore, an upper limit for the reduced transition probability for 5- → 2+ transition could be determined.
Futhermore, the final part of the thesis is dedicated to my contribution of the construction of the NEDA detectors at Laboratorio Nazionale di Legnaro-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN-LNL). The construction process including leakage testing, glass checking, filling, bubbling, shaking, closing, assembly and characterization of the NEDA detector is detailed in the tesis. The NEDA detectors are used in a campaign for measurements, including the experiment described in the thesis
