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A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 9. Física Nuclear

PROCESSO DE PRÉ-EQUILÍBRIO NO DECAIMENTO DE RESSONÂNCIAS GIGANTES NO 60Ni

Rondes Ferreira da Silva 1
Fábio Dias Lopes 1
Lucas Nunes Jorge 1
Max de Oliveira Roos 1
(1. Departamento de Física, Universidade Federal de Mato Grosso, UFMT)
INTRODUÇÃO:

Ressonâncias Gigantes (RG's) são estados nucleares coletivos localizados no intervalo de 10 a 30 MeV do espectro de excitação nuclear, sendo que a sua energia de excitação varia monotonamente com o número de massa de cada núcleo, aproximadamente com A-1/3 , e podem ser interpretadas como superposições coerentes de excitações do tipo partícula-buraco. Um dos parâmetros eleitos para o estudo da fragmentação destes estados altamente coletivos é a largura da ressonância G.

Particularmente, como as RG's situam-se acima do limiar de emissão de partículas, cálculos microscópicos da largura de decaimento devem levar em conta, além do espectro discreto, estados ressonantes metaestáveis situados na parte contínua do espectro de partícula única. Isto nos permite escrever a Largura Total da RG como a soma de duas componentes: a Largura de Escape, G­ , devido ao acoplamento das excitações partícula-buraco ao contínuo, e a Largura de Damping, G¯ , que se identifica com o grau de fragmentação da intensidade da ressonância devido ao acoplamento de configurações nucleares intrínsecas mais complexas. A configuração inicial de uma dada ressonância é do tipo 1p-1h (uma partícula-um buraco).

As larguras de escape podem ainda ser divididas em dois processos: pré-equilíbrio e direto. No processo direto a configuração final é a mesma do estado inicial, ou seja, 1p-1h. No processo de pré-equilíbrio ocorre a criação de um par partícula-buraco levando o sistema para uma configuração do tipo 2p-2h.

METODOLOGIA:

O decaimento de pré-equilíbrio das ressonâncias gigantes de monopolo (RGM) e de quadrupolo (RGQ) são interpretados em termos da Teoria Estatística de Múltiplas Etapas de Núcleo Composto, de Feshbach, Kerman e Koonin (FKK).

Para o cálculo das larguras assume-se a fatorização na dependência em energia e momento angular. A larguras de decaimento no processo de pré-equilíbrio irão assumir a forma: G = XY. As funções Y contêm toda a dependência em energia originária da densidade final de níveis, enquanto as funções X contém a estrutura de momento angular inclusa na força-d  na distribuição de spins dos níveis de partícula única.

Como o processo exige o acoplamento de pelo menos uma partícula no contínuo do espectro de partícula-única, simulamos a parte do contínuo até uma energia de corte e = E - B - D/2, onde E é a energia da excitação, B é a energia de separação do núcleon emitido e D é a energia mínima para se criar um par 1p-1h.

RESULTADOS:

A RGM do 60Ni situa-se a uma energia de excitação de 17,00 ± 0,30 MeV com uma largura total experimental de 2,70 ± 0.30 MeV. Nosso cálculo da largura desta RGM mostra que a contribuição do processo de pré-equilíbrio para a largura total é de aproximadamente 95 %. A largura de pré-equilibrio calculada da RGM foi de 2,58 MeV.

Para a RGQ do 60Ni encontramos um valor de 2,07 MeV para  a largura de pré-equilibrio. Esta RG situa-se a uma energia de excitação de 16,31 ± 0,13  MeV com uma largura total experimental de 5.89 ± 0.25 MeV. Nosso cálculo mostra que a contribuição do processo de pré-equilíbrio para a largura total da RGQ é de aproximadamente 35 %.

CONCLUSÕES:

De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, a RGM do 60Ni possui uma contribuição de escape no processo de pré-equilíbrio de aproximadamente com 95%  da largura total da ressonância. A fragmentação de pré-equilíbrio é devida predominantemente ao escape de nêutrons com uma contribuição de aproximadamente 85% da largura de escape de pré-equilíbrio.

Para a RGQ do 60Ni, a fragmentação no processo de pré-equilibrio ocorre predominantemente também com o escape de nêutrons com aproximadamente 90 % da largura de pré-equilíbrio e 30 % da largura total da RG.

Concluímos, numa primeira aproximação, que a largura do decaimento das ressonâncias RGM e RGQ no 60Ni, são dominadas pelo escape de nêutrons. Isto reflete fortemente um efeito de camada, pois o 60Ni tem camada de prótons fechando no número mágico 28. O gap de energia entre os estados de buraco e de partícula é grande (da ordem de 5,0 MeV), o que justifica o percentual pequeno, de aproximadamente 15% para ambas as ressonâncias consideradas no escape de pré-equilíbrio.

Instituição de fomento: FAPEMAT
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Ressonâncias Gigantes; RGM (Monopolo); RGQ (Quadrupolo).
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006