Statistical properties of warm nuclei

En av de faglige higlights er Phys. Rev. Lett. artikkelen om en meget sterk "scissors-mode" resonans vi først observerte i 233Th. Dette er spennende fordi en slik resonans øker sansynligheten for nøytron innfangning. For de stabile isotopene som kan måles direkte, brukes de eksperimentelle data inn i reaktorsimuleringer. Men for eksotiske kjerne brukes modeller og her må scissors resonansen inkluderes for å få riktige resultater fra reaktorsimuleringer. Vi har nå utført nye eksperimenter på andre aktinider. Resultatene for Cd isotopene ble publisert i 2013, dette er første gang vi ser en drastisk endring i styrkefunksjonen for lave gamma energier bare ved å legge til noen ekstra nøytroner. Dette øker motivasjonen enda mer for å studere eksotiske nøytron rike kjerner, for vi kan ikke bare ekstrapolere fra de stabile isotopene. Vi fikk låne 6 store LaBr3 detektorer til Oslo fra Milano gruppen 2012. Vi fikk veldig flotte data, og resultatene for Jern isotoper ble publisert i Phys. Rev Lett. i desember 2013. Her viser vi for første gang at styrkefunksjonen ved lave gamma energier skyldes dipol stråling. via BILATGRUNN kunne vi invitere 3 gjesteforskere: M.Wiedeking, iThemba Labs. som har utviklet en uavhengig ny metode til å måle styrkefunksjonen på, som har bekrefter våre resultater i 95Mo. Det styrkede samarbeidet ledet til en felles proposal for beamtid ved HIE-ISOLDE, CERN og et til iThemba labs. Vi ønsker å bruke Oslo metoden i inverse kinematikk til å studere eksotiske nøytronrike kjerner, mens M.Wiedeking kan analysere det samme data settet med sin nye metode. R.Firestone, Berkeley, USA, høstsemesteret 2012. Vi har startet et sammarbeid som inkluderer at han har analyserte sine nøytron innfangningsdata for kjerner vi har målt i Oslo så vi kunne sammenligne resultater. I samarbeid med R.Firestone har vi nå tatt initiativet til en ny database under IAEA, hvor vi skal samle alle eksperimentelle data på gammastyrkefunksjoner. Dette prosjektet vil ledes av Oslo. I tillegg har P.Koehler vært gjesteforsker på prosjektet i 7 mnd. Sammen har vi undersøkt om gamma henfalle fra 95Mo er så statistisk som man har trodd. Vi har også organisert "the 4th workshop on level density and gamma strength" i Mai 2013 i Oslo. Det ble en meget vellykket workshop med over 60 deltagere fra hele verden. I tilleg til flere nye eksperimenter ved Syklotronlaboratoriet i Oslo, så har vi i 2014 kjørt et første test eksperiment på iThemba labs. Her ble det brukt en 86Kr beam mot et deuterium target (invers kinematikk). Dette er første gangen vi prøver å bruke Oslo metoden til å analysere data fra et invers kinematikk eksperiment. Ved å utvikle Oslo metoden for invers kinematikk experimenter, så blir det mulig å studere nivåtetthet og gamma styrkefunksjonen også for nøytronrike eksotiske kjerner som ikke finnes i naturen. Disse funksjonene inngår blant annet i astrofysiske beregninger av hvordan grunnstoff tyngre enn jern dannes i f.eks supernova eksplosjoner. Vi har også et akseptert proposal for beamtid på ISOLDE CERN, så fort oppgraderingen av akseleratoren til HIE-ISOLDE er klar. I februar 2015 utførte vi det første eksperimentet (MSU, Michigan, USA) med en annen helt ny metode for å studere nøytonrike kjerner (beta-Oslo-metoden). Målet er åstudere gammastyrkefunksjonen til blant annet den veldig nøytonrike 70Ni isotopen. 2 PhD studenter og en master student som har jobbet på prosjektet har disputert/uteksaminert.

Level densities and gamma strength function are fundamental properties of the atomic nucleus and important input parameters in reaction cross-section calculations. In Oslo an experimental method to measure both level densities and gamma strength functions has been developed. Normally one uses the extrapolation of the tail of the Giant Electric Dipole Resonance (GEDR) to describe the strength function at low energy. Experiments done in Oslo revealed an enhancement of the gamma-strength function at low ene rgy for several nuclei. The probability to decay with low energy gamma-rays was more than 10 times larger than current theories predict. This forces us to drastically change our view of how the nucleus emits gamma-rays in continuum. There are still no the ories, which can explain these experimental results. The increased probability to decay by low-energy gamma rays has a dramatic effect on cross-sections if it is also present in exotic nuclei and will influence the results of large network calculations of supernova explosions. The enhancement of low energy gamma emission is expected to help understanding the formation of elements in stellar environments, where there today is a discrepancy between the measured and calculated abundances of elements in our s olar system. Since it is for exotic nuclei that the effect on cross-section is the biggest, the main part of this project is to further develop the Oslo method to study exotic neutron rich nuclei. We start by adapting/developing the method for inverse kin ematics and an experiment with stable beam will be done at Berkeley. Then we will propose a pilot experiment using inverse kinematics with exotic beams at HieISOLDE /SPIRAL2.