Studio della coesistenza di forma nucleare nel 60Fe attraverso misure di tempi di vita

L'oggetto di questa tesi è un esperimento proposto per studiare la vita media degli stati eccitati 0+ nel nucleo di 60Fe mediante spettroscopia gamma. L'esperimento è stato condotto presso i Laboratori di Legnaro (INFN) con l'obiettivo di approfondire lo studio delle proprietà degli stati eccitati nucleari 0+ al fine di comprendere i fenomeni di coesistenza di forma nei nuclei di ferro. La "shape coexistence" è un fenomeno in cui il nucleo atomico presenta a bassa eneriga piu' configurazioni che possono essere descritte con diverse deformazioni. Stimare la vita media degli stati 0+ risulta quindi fondamentale per verificare la presenza di shape coexistence grazie al confronto dei risultati sperimentali con le previsioni di un modello teorico. Il nucleo di interesse è stato popolato attraverso la reazione di trasferimento di due neutroni 58Fe(18O, 16O)60Fe utilizzando un fascio stabile di 18O a un'energia prossima alla barriera di Coulomb e un bersaglio di 58Fe, anch'esso stabile. Per la rivelazione dei raggi gamma emessi in seguito al decadimanto radioattivo del 60Fe eccitato, è stato utilizzato lo spettrometro AGATA, un array all'avanguardia nel campo della spettroscopia gamma. L'array di rivelatori al silicio SPIDER è stato impiegato in coicidenza con AGATA per rivelare i nuclei diffusi di 16O prodotti dalla reazione. La vita media degli stati eccitati 0+ è predetta nell'ordine del picosecondo, quindi per misurarla è stata utilizzata la tecnica RDDS (Recoil Distance Doppler Shift) che implica l'utilizzo del "plunger", un dispositivo che permette di regolare, alla precisione del micrometro, la distanza tra il bersaglio e un secondo strato di materiale (niobio) col fine di fermare i nuclei di 60Fe prodotti. La tecnica RDDS è basata sulla distinzione delle due componenti di energia del raggio gamma emesso: una componente a un'energia Doppler shifted e una all'energia nominale, corrispondente all'emissione del 60Fe quando è fermo nello stopper.