Medida de momentos magnéticos mediante campos transitorios con haces radiactivos en REX-ISOLDE

Resumen

El trabajo de investigación presentado en esta tesis versa sobre el estudio de momentos magnéticos de núcleos exóticos mediante campos transitorios (Transient Feild, TF) que fue llevado a cabo en la instalación ISOLDE, perteneciente al CERN, Suiza en noviembre de 2011.En el estudio de la estructura nuclear, los momentos magnéticos son una prueba sensible de las propiedades partículas únicas o simples en el núcleo. Existen diversas técnicas, pero en el caso de estados excitados de vida muy corta (del orden de los picosegundos) de núcleos radiactivos con Z y N par, únicamente se han empleado tres técnicas distintas: Recoil In Vacuum (RIV) y la técnica de TF con haces a baja velocidad (del orden de 2-6 MeV/u) y con haces fragmentados (High Velocity Transient Field, HVTF). Como ya ha sido mencionado, es la técnica TF la seleccionada. Con la cual, pueden ser medidos los momentos magnéticos mediante la observación de la perturbación inducida por un campo magnético en la correlación angular de los rayos gamma emitidos en la de-excitación del estado nuclear de interés. El caso que ocupa esta tesis es la utilización de dicha técnica con haces a baja velocidad. Si bien la técnica TF está bien establecida para la medición de momentos magnéticos con haces de iones estables, el desarrollo de haces radioactivos plantea nuevos desafíos experimentales. Por ello, el uso de esta técnica conlleva el diseño, construcción y prueba de una nueva cámara de reacción que nos permita una medición exitosa de momentos magnéticos.A lo largo de la tesis se expone, tanto la parte relacionada con el diseño y construcción de la cámara, haciendo hincapié en los requisitos indispensables que ha de cumplir y como se han abordado y solucionado. Uno de estos puntos cruciales fue el estudio de la radiación implantada a lo largo, tanto de la cámara como de la línea de trabajo y su influencia en la medición. Y evidentemente el análisis del experimento, el cual consistió en la mediada del momento magnético del primer estado excitado 2+ del 72Zn. En este caso en la instalación ISOLDE, en concreto mediante la línea de aceleración REX-ISOLDE, se nos proporcionó un haz casi puro de 72Zn con una energía de 2.94 MeV/u que interacción con blanco especialmente diseñado para este tipo de experimentos. En el proceso de medición se emplearon un par de detectores de silicio, llamados Double-side Silicon Strips Detector (DSSD), y 4 de los 8 grupos o ¿clusters¿ de MINIBALL. MINIBALL es una matriz de detectores de radiación gamma, conformada por 8 grupos de detectores, los cuales, cada uno de ellos está compuesto por 3 cristales segmentados de HPGe.El análisis del experimento ha sido desarrollado por diversas vías y realizando diversos chequeos en cada paso para otorgar toda la consistencia posible al resultado final, obteniéndose un valor de g(2+) = + 0.52 (11) para el 72Zn. Dicho valor ha sido evaluados y comparado con diversos modelos nucleares, así como comparado con los valores ya conocidos de la cadena isotópica del zinc.Como conclusión a esta tesis, se puede decir que se ha medido con éxito el momento magnético del estado excitado 2+ de un núcleo radiactivo con Z y N par, mediante una nueva cámara de reacción y por tanto verificando la viabilidad de dicha técnica en el caso de haces radiactivos.