Contribution à l'étude du noyau 32S

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Submitted on 1 Jan 1961

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Contribution à l’étude du noyau 32S

G.R. Bishop, G.A. Proca

To cite this version:

G.R. Bishop, G.A. Proca. Contribution à l’étude du noyau 32S. J. Phys. Radium, 1961, 22 (10),

pp.541-543. �10.1051/jphysrad:019610022010054100�. �jpa-00236495�

541.

CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DU NOYAU 32S Par G. R. BISHOP et G. A. PROCA,

École Normale Supérieure, Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire, Orsay.

Résumé.

Les expériences entreprises ^{sur le} noyau ^{32S ont} pour but la détermination de l’élément de matrice de la transition

deuxième niveau excité.

L’extrapolation pour q ~ 0 de la courbe ~03C3exp /03C3th vsq2 permet de connaître

valeur _appro- chée de cet élément de matrice.

On montre que la transition considérée n’est certainement _pas quadrupolaire électrique ^mais peut ^être monopolaire électrique

qui ^serait

^{accord avec des} expériences récentes de corré- lation angulaire entre les rayons gamma de désexcitation de

niveau.

Abstract.

Experiments

the nucleus 32S were undertaken in order to determine the matrix element of the transition to the second excited state. The extrapolation ^for q

0 of the curve ~03C3exp /03C3thvsq2 gives ^an approximate value of the matrix element. It is shown that the transition considered is certainly ^{not electric} quadrupole ^{but is} perhaps ^electric monopole.

LE

JOURNAL

PHYSIQUE ^ET

^{RADIUM TOME} 22, ^OCTOBRE 1961,

I. Les expériences ^{sur la diffusion des électrons}

par le noyau 32S ont été entreprises ^{à la suite des}

travaux de T. Wakatsuki et al. [1] ^{dont l’intérêt}

s’était porté ^{sur l’étude du} deuxième niveau excité

(fin. 1).

L’examen des corrélations angulaires ^{entre les}

rayons y de désexcitation successifs ^au premier

niveau et au fondamental, joint à l’absence cons-

tatée de rayon y de désexcitation directe ^ont

FiG. 1. - Niveaux d’excitation du noyau 325.

conduit ces auteurs à émettre l’hypothèse que ^ce niveau présente ^la configuration ⁰⁺ quant ^{à son} spin ^{nucléaire et à sa} parité. ^Ces expériences ^avaient

été réalisées à partir ^{de la réaction :}

Il a paru intéressant de vérifier directement, par excitation coulombienne, que l’on ^a bien affaire à

une transition monopolaire électrique. L’emploi ^de

l’accélérateur linéaire ^du Laboratoire est particu-

lièrement indiqué ^{dans une} expérience ^{de ce} type,

une transition monopolaire ^ne pouvant ^{être excitée}

que par ^une variation de la partie ^{radiale de la}

fonction d’onde relative à la particule ^{incidente à}

l’intérieur du noyau. Cela implique que l’on opère

dans des conditions où le transfert de quantité ^de

mouvement soit grand, c’est-à-dire pratiquement,

avec des électrons d’énergie supérieure ^{à 150} MeV,

le dispositif d’analyse ^étant placé ^{à des} angles pou- vant atteindre 1350 _par rapport à l’axe du faisceau incident.

FIG. 2.

IF{q} /2

f (qR), ^niveau fonda-mental.

II. L?s expériences qui ^vont être maintenant dé- crites ont été effectuées avec une cible en fleur de

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010054100

542

soufre ordinaire frittée, d’épaisseur 0,2 ^{cm. La}

teneur en isotope ^{32S est de 96} % ^ce qui ^rend négli- geables ^les contributions éventuelles des autres

isotopes. Après pompage prolongé ^{à 10-5 Torr. on}

n’observe aucune variation appréciable ^de poids.

FIG. 3..

FIG. 4.

IF(q) 12

f (qR), deuxième niveau.

Lors de certaines séances, ^le dispositif ^{de détec-}

tion des électrons diffusés était celui décrit _par F. Lacoste dans ^une précédente communication [2].

La plupart ^{des mesure ont,} toutefois, été exécutées à l’aide d’un compteur ^{à voies} multiples ^{mis au} point ^au Laboratoire et qui ^{a fait} l’objet ^d’une

communication ^{au récent} Congrès d’Électronique ^à

Grenoble [3].

Les caractéristiques principales ^{en sont : 11 voies}

en coïncidence ^{avec un} compteur ^Cerenkov. Chaque

voie est constituée _par ^un scintillateur plastique

relié _par ^un guide ^{de lumière à un} photomulti- plicateur ^{52 AVP. Les onze} scintillateurs sont inch- nés de 220 sur l’horizontale et coïncident ^avec le

plan de focalisation des électrons isoénergétiques ^à

leur sortie du spectromètre.

Les circuits de coïncidence sont entièrement transistorisés. ce sont des circuits à diode dont la résolution prompte ^{est de 2 ns et dont la résolution}

dans ce circuit est de 20 ns en raison du temps ^de

montée du photomultiplicateur ^{52 AVP.}

Un présélecteur permet ^{de faire cesser le} comp-

tage après ^{un certain nombre de} déclenchements de

l’intégrateur.

Le taux de comptage ^est lent dans le dispositif

actuel et limité _par la fréquence ^de répétition ^de l’accélérateur, ^ce qui oblige, pour éviter des pertes

de comptage supérieures ^{à 1} %, ^à compter ^{à la}

cadence de 1 coup par seconde.

III. Résultats.

La détermination des sections efficaces différentielles de diffusion, corrigées ^{à la}

manière habituelle _pour les phénomènes ^{dits de}

«

straggling ^{», de} rayonnement ^de freinage ^et de.

queue radiative, ^donnent par comparaison ^{à la sec-}

tion efficace de Mott une valeur expérimentale ^du

carré du facteur de forme. Les résultats sont consi-

gnés ^{sur le} graphique ^{n° 1.}

Une représentation analytique convenable est obtenue en suivant la méthode de Hem [4] ^utili-

sant la convolution des distributions de charges. ^Le

facteur de forme élastique ^admet alors, pour le modèle gU ^de Helm, l’expression :

ou j,(qli) ^{est la} fonction de Bessel sphérique,

R est le rayon quadratique moyen,

Aq ^{est le transfert de} quantité ^de mouvement,.

Dans le cas du premier niveau excité (2+), ^{le fac-}

teur de forme prend l’expression (graphique 2)

Les valeurs des paramètres pour lesquelles ^les

courbes théoriques s’accordent le mieux avec les valeurs expérimentales ^{ont été trouvées} égales ^{à :}

Le graphique ^{n° 3} porte les résuitats relatifs au

deuxième état excité. L’intensité de la transition à ce niveau, comparable pour qR - ^{3 à} celle de la transition 0+ - 2+ et le déplacement ^{du maximum}

de la courbe représentative ^de qR - ³ (premier niveau) ^à qR - ⁴ (deuxième niveau), suggèrent

tout d’abord d’essayer ^une représentation ^{à l’aide}

d’une formule théorique ^du type

ce qui ^{conduit à} interpréter ^{ce niveau comme} pré-

sentant la configuration (3-). ^On peut remarquer

en effet, que l’évaluation de la largeur d’une telle

transition dans le modèle à une particule conduit à :

543

alors _que l’évaluation par la formule de Raven- hall [4] ^{conduit à :}

p ^{est évalué à} partir de la courbe expérimentale.

Ainsi pour g

0,083 ± 0,008 ^{on trouve}

Toutefois, ^un argument puissant contre cette in-

terprétation ^{est constitué} par la ^trop faible décrois-

sance de la fonction (3) pour q -> 0, par rapport ^à

celle indiquée par les points expérimentaux.

Afin de tenter l’identification avec un niveau 0+

on est amené, après ^Schiff [5], ^{à former le} rapport :

qui permet d’exprimer l’élément de matrice de la transition en termes de pente ^{de la courbe} Uq-2

f(q2). ^En effet, suivant les notations de

Schiff,

où (Ir’ )fo ^est l’élément de matrice recherché. Le

graphique ^{no 4} montre que l’on peut ^{donner comme} première estimation de cette pente, ^{la valeur}

ce qui ^{conduit à}

la valeur trouvée pour le noyau ^{160 étant}

FIG. 5.

On peut ^donc conclure que la transition consi- dérée est très vraisemblablement du type ^mono- polaire électrique. Des travaux ultérieurs doivent s’attacher à réduire l’incertitude sur l’élément de matrice et préciser ^{les autres} caractéristiques ^{de la}

transition.

Nous tenons à remercier M. Halban, Directeur du

Laboratoire, le Commissariat à l’Énergie Atomique

et tous les membres du Laboratoire d’Orsay pour l’aide qu’ils ^{nous ont} apportée.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^WAKATSUKI (T.) ^et al., Progress of Theoretical Physics, 24, ^n° 4, ^918.

[2] ^LACOSTE (F.), Communication

Congrès.

[3] ^ALON (G.) ^{et ZAJDE} (C.), Application ^de l’électronique rapide

expériences ^de physique ^{autour de l’Accé-}

lérateur Linéaire. Communication

Congrès de

Grenoble,1961.

[4] ^HELM (R.), Inelastic and elastic scattering ^{of 187 MeV}

electrons by ^selected nuclei, ^{HEPL n° 46.}

[5] ^SCHIFF (L. I.), Monopole transitions in C12 and O16.

Phys. Rev., 1955, 98, ^n° 5,1281.