Kernstruktur Skript (H.J. Wollersheim)
Mechanik Schwingungen Optik Elektrik Atomphysik

• Historical Perspective
  
• Single particle and collective modes in nuclei
  
• Shell model

  Bethe-Weizäcker Massenformel (AME03) Tröpfchenmodell Hinweise auf Schalenstruktur exp. Abweichungen von der Massenformel (1) exp. Abweichungen von der Massenformel (2) hohe 21+ Energien hohe 21+ Energien, kleine B(E2)-Werte

  NuBase and Audi-Wapstra atomic masses (About: Mass data) G.Audi et al, atomic mass evaluation

  • Schrödinger equation for the nuclear potential
    K. Hagino: Semi-empirical mass formula
    K. Hagino: Shell structure (spherical and deformed)
    Einteilchenbewegung im Kern (Evidenz für Schalenabschlüsse)

• Pairing correlations - seniority

  Restwechselwirkung: Paarkraft Wechselwirkung zweier Nukleonen: 210Pb d-Wechselwirkung: Seniority-Isomers d-Wechselwirkung: Energie-Eigenwerte d-Wechselwirkung: geometrische Interpretation d-Wechselwirkung: Seniority-Isomers E(41+)/E(21+) < 2 Seniority Isomers: Beispiele130Sn, 134Te, 210Pb, 210Po theo. Energie-Niveaus in Sn-Isotopen exp. Energie-Niveaus in Sn-Isotopen Separationsenergien S2n reduzierte Übergangswahrscheinlichkeit: B(E2)-Werte (j-Schale) reduzierte Übergangswahrscheinlichkeit: B(E2)-Werte (komplexe Schale)

  K. Hagino: Pairing Correlations
  

• Collective nuclear model

  Kernformen: Sphere, Quadrupoles, Octupoles, Hexadecapoles

  • Vibrator (Oberflächenschwingung)

    Oberflächen-Schwingung Radius des Atomkerns Monopolschwingung Dipolschwingung Zeitsequenz der oszillierenden Kerngestalt Dipol-Riesenresonanz: Anregungsenergie Monopol- Dipol- Quadrupol- Riesenresonanzanregung: Sm-Isotope Quadrupol-Schwingung Quadrupol-Schwingung (Radius) Quadrupol-Schwingung (Hamiltonian) Quadrupol-Schwingung (Energieniveaus) (2-Phonon Zustand: 0+, 2+, 4+wegen Normierung der Wellenfunktion) Quadrupolschwingung: 114Cd Oktupol-Schwingung NH3 Oszillation NH3 Rotation NH3 Symmetrie NH3 Molekül (Wellenfunktion) NH3 Molekül (Potential) Symmetrie brechende Konfiguration bei Kernen Oktupolschwingung (Energieniveaus) Oktupol- und Hexadekapolschwingung Quadrupol-, Oktupol- und Hexadekapolschwingung (Energieniveaus)

  • Rotator (Kerndeformation)

    deformierte Kerne Kerngestalt verschiedener Atomkerne Kerngestalt: Neon, Silber Gold 152Dy: Koexistenz unterschiedlicher Kerngestalten 152Dy: Niveauschema P. Fallon: Nuclear Superdeformation Look Up Nuclear Masses and Deformations

  • Asymmetric Rotor Model

    Asymmetric rotor model rigid triaxial rotor: triaxial.f , input , output

  • Particle plus Rotor Model

    Particle plus Rotor Model

  • Octupole Deformation

    Coulomb excitation of 226Ra

  • Hexadecapole Deformation

    Hexadecapole moment of 152,154Sm, 158Gd, 164Dy, 166Er Hexadecapole moment of 172,174,176Yb Hexadecapole moment of 150Nd, 152,154Sm, 154,156Gd Hexadecapole moment of 163Dy, 167Er

• B(Eλ)-value (Coulomb excitation)

  Grodzins' systematics

  Weisskopf estimate for mass A = u
  B(E1,I_i→I_gs)=     e²b
  B(E2,I_i→I_gs)=     e²b²
  B(E3,I_i→I_gs)=     e²b³
  B(E4,I_i→I_gs)=     e²b⁴
  
  
  B(E2)-values (S. Raman et al. 1989)
  B(E2)-values (S. Raman et al. 2001)
  B(E3)-values (R.H. Spear 1989)
  Internal Conversion (R.S. Hager, E.C. Seltzer 1969)

• Links
  • Lund: Collective Excitations
  • Collective Model
  • Lecture 24: Collective Excitations in Nuclei
  • S.W. Yates: Probing Multiphonon Excitations
  • How do nuclei rotate?
  • W. Gelletly: Radioactive Ion Beams: Key to nuclear structure

  • Schwingungsspektroskopie
  • Molecular Vibrations and IR Spectroscopy
  • B. Spaan: Symmetrien: Das Urprinzip der Schöpfung
  • Symmetry: A Science of Aestetics
  • Molecular Symmetry
  • Molecular Symmetry Revision

  • M.Böcker: Struktur des Nukleons