Misure di vita media negli isotopi di Hg poveri di neutroni utilizzando il metodo Recoil Distance Doppler Shift

The mercury isotopic chain is characterized by several phenomena related to the evolution of the nuclear shape such as the shape staggering between odd- and even-mass nuclei and the appearance of shape coexistence. These phenomena provide useful information on the evolution of the nuclear structure in the heavy-mass region of the Segré chart. An experiment aimed at studying the excited states of 188Hg was performed at the Laboratori Nazionali di Legnaro using a fusion-evaporation reaction, starting from a beam of 34S, impinging on a target of 158,160Gd. The gamma rays emitted by the de-exciting nucleus were studied using the GALILEO array coupled to Neutron Wall, an array of liquid scintillators, and the plunger, a device employed for the measurements of lifetimes of excited states in the range of picoseconds. The lifetimes of the low-lying states of 188Hg were measured using the Recoil Distance Doppler shift method. In the same experiment, other neighbouring nuclei were populated, such as 187,189,190Hg. The lifetimes of these states are mostly unknown in literature and could provide useful cross-check with the theory in order to shed light on the structure of these nuclei. The bachelor student will become familiar with a typical setup for in-beam nuclear experiments, namely with germanium detectors, organic and inorganic scintillators and the plunger device, with the possibility of hands-on experiences at LNL. The student will also learn the procedure for the pre-sorting of experimental data and to use nuclear data-analysis software such as root, Napatau and SRIM. At the end of the thesis project, the student will have knowledge on basic concepts of nuclear structure, nuclear reactions, and instruments for nuclear physics analysis.

La catena isotopica del mercurio è caratterizzata da numerosi fenomeni relativi all’evoluzione della forma nucleare, come lo shape-staggering tra nuclei di masse dispari e pari, e la comparsa di coesistenza di forma. Questi fenomeni forniscono informazioni utili sull’evoluzione della struttura nucleare nella regione dei nuclei pesanti nella tavola di Segré. Un esperimento volto a studiare gli stati eccitati del 188Hg è stato svolto ai Laboratori Nazionali di Legnaro usando una reazione di fusione-evaporazione, utilizzando un fascio di 34S su un bersaglio di 158,160Gd. I raggi gamma emessi dalla diseccitazione dei nuclei sono stati studiati usando l’array GALILEO accoppiato a Neutron Wall, un array di scintillatori liquidi, e il plunger, un dispositivo utilizzato per le misure di vita media di stati eccitati dell’ordine dei picosecondi. Le vite medie degli stati a bassa energia del 188Hg sono state misurate usando il metodo Recoil Distance Doppler Shift. Nello stesso esperimento, altri nuclei limitrofi sono stati popolati, come i 187,189,190Hg. Le vite medie di questi stati sono principalmente sconosciute in letteratura e possono fornire utili confronti con la teoria per meglio comprendere la struttura di questi nuclei. Il tesista familiarizzerà con gli apparati tipici degli esperimenti con fascio di fisica nucleare, ossia con detector al germanio, scintillatori organici e inorganici e il dispositivo plunger, con la possibilità di esperienza sul campo ai LNL. Lo studente apprenderà inoltre la procedura di calibrazione di dati sperimentali e ad usare software di analisi dati come root, Napatau e SRIM. Alla fine del progetto di tesi, lo studente avrà acquisito conoscenze sui concetti base di struttura nucleare, reazioni nucleari, e strumenti per l’analisi in fisica nucleare.