Ajankohtaista

Väitös: 12.1.2018 Ydinkartan rajojen ja lättymäisten ydinten tutkimusta lyijy- ja talliumytimissä (Badran)

Alkamisaika: perjantai 12. tammikuuta 2018, 12.00

Päättymisaika: perjantai 12. tammikuuta 2018, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, FYS1

Hussam BadranM.Sc. Hussam Badranin fysiikan väitöskirjan "Decay spectroscopy of the very neutron-deficient lead and thallium isotopes 178,179Pb and 179Tl" tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori John F Smith (School of Engineering University of West of Scotland, U.K.) ja kustoksena yliopistotutkija Juha Uusitalo (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Yli 99 prosenttia maailmankaikkeuden näkyvän aineen massasta on atomien ytimissä. Ytimet koostuvat protoneista ja neutroneista. Ydinfysiikassa tutkitaan ytimien rakennetta, syntyä, pysyvyyttä, muotoja ja hajoamista.

Hussam Badranin kokeellisen ydinfysiikan väitöskirja keskittyy lyijyn ja talliumin hyvin eksoottisiin isotooppeihin. Tutkitut ytimet ovat radioaktiivisia, ja niiden puoliintumisajat ulottuvat sadoista mikrosekunneista satoihin millisekunteihin. Tutkitut isotoopit ovat niin eksoottisia, että niitä ei ole luonnossa, vaan ne tehtiin kiihdytinlaboratoriossa fuusioreaktioissa. Työssä saadut tulokset ovat mittauslaitteiden ja kohtioteknologian suorituskyvyn äärirajalla, ja näiden ytimien tuottaminen ja spektroskooppinen tutkimus ovat hyvin vaativia.

Badran etsi mahdollisia uusia ilmiöitä ytimissä, joissa on hyvin suuri protonien ylimäärä. Tutkitut 178,179Pb-ytimet ovat neutronivajaimmat tunnetut lyijyisotoopit. Lisäkannuste työhön oli etsiä uusia rakenteita 179Tl-isotoopissa. Tämä talliumisotooppi on protonihajoava, ja sen ytimessä uskotaan olevan hyvin erimuotoisia kvanttitiloja.

Lyijy on raskain alkuaine, jonka ytimissä tiedetään olevan niin sanotusti maaginen määrä protoneja. Tutkimuksessa havaittiin ainoastaan neljän isotoopin 178Pb ytimen, joissa on 30 neutronia vähemmän kuin runsaimmassa 208Pb-ytimessä, alfahajoaminen. Näin saatiin määritetyksi kahden protonin irrottamiseen vaadittava energia. Näin maagisen protoniluvun aiheuttamasta lisääntyneestä pysyvyydestä huolimatta tämä ydin voi hajota lähettämällä protoneja. Sähköisen voiman ja vahvan ydinvoiman välisen kilpailun ymmärtäminen on oleellista määritettäessä ytimien olemassaolon rajoja.

Lisäksi työssä on tutkittu parittoman naapuriytimen 179Pb alfahajoamisominaisuuksia entistä tarkemmin. Näin pystyttiin selvittämään protonihajoavan eksoottisen ytimen rakennetta. Lopuksi 179Pb-ytimestä löydettiin ensimmäisen kerran pitkäikäinen viritystila GREAT-spektrometrin ja gammasiirtymien avulla. Tämän uuden tilan tulkitaan olevan lättymäinen toisin kuin pallomainen perustila.

Lisätietoja:
Hussam Badran, hussam.h.badran@jyu.fi
Viestintäpäällikkö Liisa Harjula, puh. 040 805 4403, viestinta@jyu.fi

Hussam Badran suoritti maisterintutkinnon säteilyturvallisuuden alalla Damaskoksen yliopistossa Syyriassa vuonna 2012. Vuonna 2013 hän aloitti väitöstutkimuksensa Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen ydinspektroskopian ryhmässä.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Department of Physics, University of Jyväskylä, Research Report No. 2/2018, ISSN 0075-465X, ISBN 978-951-39-7329-2 (printti) ja 978-951-39-7330-8 (pdf) 
Linkki väitöskirjaan: https://www.jyu.fi/fysiikka/en/info/seminars/dissertation-hussam-badran-fri-12-1-2018-at-12-pm-fys1

 

Abstract

The very neutron-deficient isotopes 178,179Pb and 179Tl have been produced using heavy-ion fusion-evaporation reactions. The gas-filled separator RITU and the GREAT spectrometer at its focal plane position were used for the decay spectroscopy study. The α decay of 178Pb and its α-decay chain were studied through α-α correlations. The half-life of 178Pb was measured and is consistent with recent theoretical calculations using the Coulomb and Proximity Potential Model (CPPM). The hindrance factor for 178Pb was deduced and corresponds to an unhindered Δl = 0 transition. The α-decay reduced width was calculated and put into a systematic context advancing the sys-tematics of the even-A Pb isotopes to further neutron deficiency. The decay properties of 179Pb were studied through α-α and α-γ correlations, which has allowed the ground-state of 179Pb to be assigned as Iπ = 9/2. In comparison with the literature, a more precise α-particle energy and half-life were measured. A search for a νi13/2 state in 179Pb was performed, but only a limit of excitation energy and half-life was obtained. In addition, improved α-decay data were also measured for 179Tl. Evidence for an isomeric state was identified for the first time in 179Tl and is tentatively assigned to be a proton 9/2 intruder state.

 

Lisätietoja

tohtorikoulutettava Hussam Badran, tohtorikoulutettava
hussam.h.badran@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: