Study of Shape Coexistence in the 188Hg nucleus via lifetime measurements

La coesistenza di forma è un fenomeno tipico dei sistemi quantistici a molti corpi, dove diverse forme nucleari possono coesistere entro il range di energia tipico delle interazioni nucleari. Il principio che sottostà a questo fenomeno è il contrasto tra due forze opposte: da un lato, i nucleoni di valenza e le eccitazioni np-nh portano il nucleo ad avere un comportamento collettivo; dall’altro, le forze di pairing e gli effetti di shell riportano il nucleo alla sfericità. La coesistenza di forma è significativamente presente in nuclei poveri di neutroni attorno a Z=82 e in particolare negli isotopi leggeri del mercurio. Dalla sistematica di tali isotopi, ci si aspetta che il nucleo 188Hg sia l’isotopo più pesante dove forme differenti possono coesistere. Tuttavia, per questo nucleo le informazioni sulle proprietà elettromagnetiche degli stati a basso spin sono scarse o assenti. Per queste ragioni, uno studio degli stati del 188Hg è di grande interesse per una migliore comprensione della coesistenza di forma in questa regione. Al fine di fare chiarezza sulle caratteristiche di questo fenomeno negli isotopi di mercurio poveri di neutroni, due esperimenti sono stati svolti presso i Laboratori Nazionali di Legnaro, utilizzando GALILEO, un array di rivelatori HPGe, accoppiato con Neutron Wall e con l’apposito plunger. Il nucleo 188Hg è stato popolato tramite una reazione di fusione-evaporazione e la vita media degli stati a basso spin è stata misurata tramite il metodo Recoil Distance Doppler-Shift per la prima volta. In questa tesi vengono presentati i risultati preliminari delle vite medie degli stati a basso spin fino al 8+1. Tali risultati sono stati confrontati con i calcoli teorici eseguiti tramite il metodo symmetry-conserving configuration-mixing, il quale ha stabilito la coesistenza di forma nel nucleo studiato, fornendo una nuova interpretazione della struttura nucleare del 188Hg. Shape coexistence is a characteristic phenomenon of finite many-body quantum systems where different nuclear shapes coexist within the typical energy range of nuclear excitations. The principle behind this phenomenon is the contrast between two different forces: on one hand valence nucleons and np-nh excitations drive the nucleus to collective configurations; on the other hand, pair forces and shell effects lead to a spherical shape. Shape coexistence is significantly present in the neutron-deficient isotopes around Z=82, in particular in light isotopes of Hg. From the systematics of the mercury isotopes, 188Hg is expected to be the heaviest isotope where two different shapes coexist. However, information on the electromagnetic properties of low-lying states is scarce or absent for 188Hg. For these reasons, an investigation of 188Hg states is of great interest for a better comprehension of shape coexistence in this region. In order to shed light on the features of such phenomenon in the neutron-deficient Hg nuclei, two experiments were performed at the Laboratori Nazionali di Legnaro, employing GALILEO, a HPGe detectors array, coupled with Neutron Wall and with the dedicated plunger. The 188Hg nucleus was populated via a fusion-evaporation reaction and the lifetime of its low-lying states was measured with Recoil Distance Doppler-Shift method for the first time. In this thesis, the preliminary results of the lifetimes are presented: the method allowed the investigation of the low-lying states up to 8+1. The obtained results are compared with symmetry-conserving configuration-mixing calculations, which establish the presence of shape coexistence in the nucleus providing a new interpretation of the nuclear structure of 188Hg.