Nuclear structure of the semi-magic tin isotopes close to 100Sn: lifetime measurements of low-lying states in 106Sn and 108Sn

Negli ultimi anni la struttura dei nuclei con pochi nucleoni oltre la doppia chiusura di shell Z=N=50 è stato argomento di discussione sia dal punto teorico che sperimentale. Infatti molti studi sono stati fatti in questa regione per esaminare l'evoluzione dell'interazione nucleone-nucleone in prossimità del nucleo doppio magico 100Sn. Lungo la catena isotopica dello stagno, l'energia d'eccitazione degli primi stati 2+ e 4+ è ben nota e l'andamento è pressoché costante. Per quanto riguarda la probabilità di transizione ridotta, invece, per gli isotopi dello stagno ricchi di neutroni tale valore sembra seguire il tipico andamento parabolico con il massimo a metà della shell; tuttavia, per i nuclei poveri di neutroni le informazioni su B(E2; 2+→0+) sono affetti da grandi incertezze sperimentali. In aggiunta, per i nuclei di questa regione la mancanza di informazioni relative a B(E2; 4+→2+) rende difficile ottenere una robusta interpretazione teorica. Infatti, negli ultimi decenni diversi calcoli teorici sono stati fatti ma finora nessuna di queste predizioni è in grado di riprodurre in maniera consistente l'andamento dei risultati sperimentali lungo tutta la catena isotopica. L'esperimento discusso in questa tesi era finalizzato alla misura della vita media degli stati 2+ e 4+ per i nuclei 106,108Sn con il metodo Recoil-Distance Doppler-Shift (RDDS), per poi derivarne la probabiltà di transizione ridotta. I nuclei di interesse sono stati popolati per mezzo di una reazione di trasferimento di multi-nucleoni: un fascio di 106Cd, fornito dal ciclotrone dei laboratori di GANIL (Francia) all'energia di 770 MeV, ha inciso su un bersaglio di 92Mo. Dopo tale target è stato posto un foglio di 24Mg con lo scopo di rallentare i prodotti della reazione. Questa misura è complementare ai precedenti esperimenti di eccitazione coulombiana e rappresenta la prima vera misura diretta di vita media per gli isotopi dello stagno poveri di neutroni. La completa identificazione dei prodotti di reazione è stata ottenuta grazie all'uso dello spettrometro magnetico VAMOS++, mentre la rivelazione dei raggi gamma è avvenuta per mezzo dello spettrometro AGATA. Grazie alla combinazione dello spettrometro magnetico con il particolare meccanismo di reazione, è stato possibile ricostruire il Q-valore della reazione: tale informazione è cruciale per il successo della misura in quanto permette di controllare il popolamento diretto degli stati eccitati. Concludendo, è stato possibile misurare la vita media degli stati 2+ e 4+ per 106,108Sn. Con lo scopo di ridurre il più possibile l'errore della misura, per il nucleo 108Sn diversi test sono stati fatti sia con il Decay-Curve Method (DCM) che con il Differential Decay-Curve Method (DDCM). Le probabilità di transizione ridotte B(E2), ottenute a partire dalle nuove vite medie, sono state confrontate con calcoli di Large-Scale Shell-Model (LSSM). Da questo confronto è risultato che tali proprietà nucleari sono molto sensibili alla forma della funzione d'onda: in particolare il nuovo valore B(E2; 4+→2+) del 108Sn mostra l'estrema importanza di includere termini di grande seniorità nella funzione d'onda per poter riprodurre le probabilità di transizione ridotta in questa regione. Questo risultato mette in dubbio la validità delle precedenti predizioni teoriche, le quali limitavano i valori della seniorità nel riprodurre l'andamento dei valori sperimentali di B(E2).