Direct mass measurements of $^{100}$Sn and magic nuclei near the N=Z line
Mesures directes des masses de $^{100}$Sn et de noyaux exotiques proches de la ligne N=Z
Résumé
The masses of nuclei far from stability are of particular interest in nuclear structure studies, and many methods of varying precision have been developed to undertake their measurement. A direct time of flight technique in conjunction with the SPEG spectrometer at GANIL has been extended to the mass measurement of proton-rich nuclei near N = Z line in the mass region A ≅ 60-80 known to provide input for astrophysical modelling of the rp-process and information relevant to the nuclear structure in a region of high deformation. The radioactive beams were produced via the fragmentation of a 78Kr beam on a natNi target, using the new SISSI device. A purification method based on the stripping of the secondary ions was successfully used for the first time, and the masses of 70Se and 71Se were measured. In order to improve the mass resolution for heavier nuclei, another method using the second cyclotron of GANIL (CSS2) as a high resolution spectrometer has been developed. An experiment aimed at measuring the masses of A 100 isobars in the vicinity of the doubly magic nucleus 100Sn was successfully performed, using this original technique. Secondary ions of 100Ag, 100Cd, 100In and 100Sn produced via fusion-evaporation reaction 50Cr + 58Ni and simultaneously accelerated in the CSS2 cyclotron. The mass of 100Cd and, for the first time, the masses of 100Sn were determined directly with respect to the reference mass of 100Ag. These results have been compared to various theoretical predictions and open the discussion on considerations of spin-isospin symmetry.
Les masses des noyaux loin de la stabilité présentent un intérêt particulier en physique nucléaire, et plusieurs méthodes, de précision variable, ont été développées pour entreprendre leur mesure. Une technique de mesure directe par temps de vol utilisant le spectromètre SPEG du GANIL a été étendue à la mesure des masses de noyaux riches en protons proches de la ligne N = Z dans la région de masses A ≃ 60-80, connue pour founir des données pour la modélisation du processus astrophysique rp et des informations importantes sur la structure nucléaire dans une région de haute déformation. Les faisceaux radioactifs ont été produits par la fragmentation d'un faisceau de [sub]78[/sub]Kr sur une cible de [sub]nat[/sub]Ni, grâce au nouvel équipement SISSI. Une méthode de purification basée sur l'épluchage des ions secondaires a été utilisée avec succès pour la première fois, et les masses du [sub]70[/sub]Se et du [sub]71[/sub]Se ont été mesurées. Afin d'améliorer la résolution en masse pour des noyaux plus lourds, une autre méthode a été développée, utilisant le second cyclotron du GANIL (CSS2) comme un spectromètre de haute résolution. Une expérience visant à mesurer les masses d'isobares A = 100 au voisinage du noyau doublement magique [sub]100[/sub]Sn a été réalisée avec succès, en recourant à cette technique originale. Des ions secondaires de [sub]100[/sub]Ag, [sub]100[/sub]Cd, [sub]100[/sub]In et [sub]100[/sub]Sn ont été produits par la réaction de fusion-évaporation [sub]50[/sub]Cr+[sub]58[/sub]Ni et simultanément accélérés dans le cyclotron CSS2. La masse du [sub]100[/sub]Cd et, pour la première fois, celles de [sub]100[/sub]In et [sub]100[/sub]Sn ont été déterminées par rapport à la masse de [sub]100[/sub]Ag prise comme référence. Ces résultats ont été comparés à plusieurs prédictions théoriques et ouvrent la discussion sur des considérations de symétrie spin-isospin.
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