Décroissances multi-particules chargées beta-retardées des noyaux déficients en neutrons de 20Mg, 23Si et 22Si

Beta-delayed charged particle decays of neutron-deficient nuclei 20Mg, 23Si and 22Si

• Auteur / Autrice : Mathieu Babo
• Direction : Olivier Sorlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grand accélérateur national d'ions lourds (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Etienne Liénard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Sorlin, Etienne Liénard, Bertram Blank, Daniel Bazin, Riccardo Raabe
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bertram Blank, Daniel Bazin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Désintégration bêta

Modèles nucléaires

Structure nucléaire

Mots clés libres

Radioactivité deux protons

Mesure de masse de noyau

Spectroscopie proton   

Résumé

Trois détecteurs Si à pistes (DSSD) entourés par 16 détecteurs Ge (SeGA) ont été utilisés pour étudier les décroissances béta-retardées des noyaux de 20Mg, 23Si et 22Si proches de la drip-line proton. Ces noyaux ont été produits à NSCL (MSU, USA) à l’aide du dispositif A1900 et du séparateur RFFS. Le schéma de décroissance (béta-p) du 20Mg a été construit en mesurant les protons émis en coïncidence avec trois transitions gamma correspondant aux premiers états du noyaux fils, 19Ne. Le schéma de niveaux du 20Na déterminé dans ce travail est concorde avec les précédentes mesures. Les demi-vies mesurées avec des coïncidences proton et gamma ne sont pas concluantes. De la même façon, le schéma de décroissance du 23Si a été construit en mesurant les protons émis en coïncidence avec les gammas émis par les trois premiers états excités du 22Mg. La présence d’un gamma à 332 keV (21Na) confirme la décroissance béta-2p du 23Si. Un gamma à 1633 keV (20Ne) pourrait correspondre à la voie béta-3p attendue. L’IAS, mesuré à 11. 7 (4) MeV, complète le multiplet (A=23, T=5/2). L’application de l’IMME a permis une nouvelle mesure de la masse du 23Si, soit 23. 27 (7) MeV. Dans le cas du 22Si, une transition gamma à 596 keV (20Na) a permis d’identifier la décroissance béta-2p. 25 nouveaux états non liés ont été identifiés dans l’22Al et l’IAS a été mesuré à 9. 09 (8) MeV. La masse du 22Si (0+) a été déduite de la valeur ft pour la transition Fermi super-permise entre l’état fondamentale et son IAS dans l’22Al. Le seuil S2p est de 900 (158) keV, et ne permet pas une radioactivité 2-protons, en contradiction avec plusieurs modèles théoriques.

Three Si stripped detectors (DSSD) surrounded by 16 Ge detectors (SeGA) were used to study the beta-delayed decay of 20Mg, 23Si and 22Si near the proton drip-line. These nuclei were produced at NSCL (MSU, USA) using the A1900 and the RFFS separator. The decay scheme (beta-p) of 20Mg was built by measuring the protons emitted in coincidence with three gamma-ray transitions in the daughter 19Ne. The level scheme of 20Na from the present work is in good agreement with previous measurements. Half-life measurements performed with proton and gamma gates were not conclusive. In the same way, the decay scheme of 23Si was built by measuring protons in coincidence with the gamma-rays emitted by the three first states in 22Mg. Gamma-rays at 332 keV (21Na) were observed and confirms the beta-2p branch. A transition at 1633 keV (20Ne) could correspond to the expected beta-3p channel. The IAS measured at 11. 7 (4) MeV, completed the multiplet (A=23, T=5/2). The IMME was applied, leading to a new mass measurement of 23Si, 23. 27 (7) MeV. For 22Si, a gamma-ray transition at 596 keV (20Na) allowed the identification of the beta-2p branch. 25 new proton-unbound states were identified in 22Al, and the IAS was measured at 9. 09 (8) MeV. Mass of 22Si (0+) was deduced from the ft value for the superallowed Fermi decay from the ground state to its IAS in 22Al. The S2p value at 900 (158) keV doesn’t allow a 2-proton radioactivity, in contradiction with several theoretical predictions.