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Submitted on 1 Jan 1961
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Transitions γ quadrupolaires magnétiques (M2)
R. Foucher, A.G. de Pinho
To cite this version:
R. Foucher, A.G. de Pinho. Transitionsγ quadrupolaires magnétiques (M2). J. Phys. Radium, 1961, 22 (10), pp.701-703. �10.1051/jphysrad:019610022010070101�. �jpa-00236555�
701 Discussiox. - L’estimation théorique simple
pour une transition .E2 d’un proton est :
TY (th) = 1,84.10-10 s, tandis que
Cette transition qui intéresse un neutron est donc
aussi rapide que celle qui correspond au change-
ment d’état d’un seul proton. La théorie du cou-
plage fait entre Je trou de neutron et les excitations
du coeur [7, 8] montre que la probabilité de tran-
sition correspondante implique une charge effective
de olarisation :
eeff le = 45Z k,
ert l TtC où k eat une cons-tante de l’ordre de 40 MeV, et C la tension super- ficielle du coeur ; on en déduit C Ào $ 200 MeV.
Cette valeur qui traduit une très faible déforma-
bilité, caractérise l’influence de la structure en couches sur les propriétés de vibration nucléaire.
BIBLIOGRAPHIE
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1675.
TRANSITIONS 03B3 QUADRUPOLAIRES MAGNÉTIQUES (M2)
Par R. FOUCHER et A. G. DE PINHO (*),
Laboratoire de Physique Nucléaire, Orsay.
Résumé. 2014 On discute en fonction des prévisions du modèle des couches (classique-Nilsson) les
valeurs des probabilités de transitions 03B3 M2 pures actuellement connues.
Abstract. 2014 The known values of the pure 03B3 M2 transition probabilities are discussed, in rela-
tion to deductions from the shell-model (classical and Nilsson theories).
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 701.
Il y a quelques années, on ne connaissait que trois transitions y pouvant être classées comme
transitions M2 [1] ; on peut actuellement réunir
une quarantaine d’exemples et, sinon tirer des conclusions définitives, du moins mettre en évi-
dence certaines tendances.
Les raisons de la petitesse du nombre de transi-
t’O»S YM2 connues et de la faible précision des
mesures de probabilités de transition (de 5 à 100 %
d’erreur et même plus) seront discutées ultérieu- rement ; on peut cependant déjà remarquer que dans le cadre du modèle des couches classiques,
les transitions électromagriétiques de faible éner- gie entre deux niveaux de parités opposées n’exis%ent que lorsque les différences de spin sont grandes ; les transitions y M 2 auront, en général,
lieu entre deux niveaux excités et souvent elles
seront en compétition avec des transitions Es et M4 d’énergies plus grandes. Ainsi, non seulement
les transitions M2 se trouvent confinées dans cer-
taines zones, mais encore elles sont expérimenta-
lement difficiles à atteindre. Dans les.noyaux défor- més, on peut trouver, comme le prévoit le modèle
de Nilsson, de nombreux niveaux d’énergie voi-
(*) Détaché du Centre Brésilien de Recherches Physiques.
sine et de parités opposées et des transitions ’El
et M2 peuvent exister. En particulier, on observe
souvent des transitions de caractère mixte El + M 2
du fait de l’existence de règles de sélection pou, vant fortement interdire des transitions E, et non
les transitions M2, mais on se heurte à la difficulté
de connaître le pourcentage de méjanage M2. à Ei.
Néanmoins, nous avons calculé Dans chacun des
cas relevés la probabilité de tradition théorique
de Weisskopf [2], P., et dans lès noyaux impairs
déformés la probabilité de transition théorique
de Nilsson [3]. Pli, (en prenant-toujours un rayon nucléaire R = 1,2 X 10-13 A"8 cm). L’ensemble
des résultats expérimentaux et des prévisions théoriques sera présenté dans un prochain article ;
nous nous limiterons ici aux transitions 1Jf 2 pures.
Pour les noyaux sphériques ou quasi-sphériques
tableau 1 (groupe de 13 transitions) on voit qu’à
trois exceptions près, les facteurs d’interdiction, F,
sont compris entre 20 et 140, c’est-à-dire que les transitions sont systématiquement retardées et
forment un groupe homogène (moins pourtant
que les transitions M 4)..
Comment réduire l’écart expérience-théorie ou l’expliquer ?
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010070101
702
TRANSITION M2 - NOYAUX « sphériques » Pw = 0,825 x 108 A 2/3 E5
TABLEAU 1
La régularité de la variation du facteur d’inter-
diction dans les isotopes de l’Eu’ a été interprétée
par les auteurs des mesures expérimentales [4]
comme réflétant l’impureté croissante des fonc- tions d’onde du modèle des couches au fur et à
mesure que le nombre de neutrons s’éloigne du
nombre magique N - = 82. De notre côté, nous
calculons actuellement la variation d’un isotope
à l’autre des éléments de matrice de l’opérateur
moment quadrupolaire magnétique avec des mé- langes de configuràtions ’divers et tenant compte d’un processus de « stabilisation » décrit par Gol- dhaber et de Shalit [5]. Aucune régularité ne se
manifeste par contre dans les isotopes de l’As ;
]a complexité des niveaux de faible énergie du Br
et de l’As laisse planer un doute sur la validité
des modèles à une particule dans cette région [6].
Pour le 85Rb une des explications possibles données
par Siekman [7] serait l’existence d’une petite
déformation positive pour l’état final et négative
pour l’état initial avec comme conséquence du principe de Franck-Condon appliqué au noyau
un ralentissement de l’émission y M 2-
La transition Nl2 de 1520 keV dans 39As est pro-
bablement le meilleur exemple d’application du
modèle des couches ; en utilisant un modèle des
couches à plusieurs particules en tenant compte : 1) du fait que le nucléon impair est un neutron ; 2) des facteurs statistiques ; 3) en utilisant un puits carré pour le calcul de la partie radiale des fonctions d’ondes, nous avons trouvé un nouveau
facteur d’interdiction F’w - 7 ; malheureusement,
dans le cas semblable de la transition de 1289 keV dans le 41K les mêmes améliorations conduisent
encore à un facteur F’w , 17.
Les modèles existant prévoient donc malgré quelques améliorations des valeurs trop grandes
pour les probabilités de transition y M 2 (pures)
dans les noyaux sphériques ou quasi-sphériques.
Parmi les « exceptions », on peut expliquer le
cas du 13 Ge dont le niveau 7/2+ (final) présente la configuration (g 9/2)3/2 et ne peut être lié à l’état initial p312 par un opérateur à une particule ; la
transition est donc interdite dans un modèle de
particules indépendantes. Un argument semblable
est peut-être valable pour la transition M 2
du 205Pb. En ce qui concerne la transition de
3,86 MeV dans le 13C, nettement accélérée, il
703 TRANSITIONS M2 « PURES » - NOYAUX DÉFORMÉS
Pw = 0,825 X 108 A 2/3 E5
PN = 1,37 X 106 Al/3 Eb 1 >)2 Gk2
TABLEAU 2
semble bien qu’elle soit une transition de particule
étant donné la largeur du niveau 5/2+ (on n’ob-
serve pas dans le 13N la transition Mz possible
de 3,56 MeV, bien que la structure des niveaux soit la même).
Pour les noyaux déformés (tableau 2), la compa- raison avec les prévisions de Nilsson s’impose. On
ne connaît pas les variations de déformation du noyau entre l’état initial et l’état final et on n’a pas, en général, un nombre suffisant d’informa- tions, même sur l’état fondamental du noyau (moments. quadrupolaires, moments magnétiques,
bandes de rotation) or, les éléments de matrice des opérateurs de transition électromagnétiques
sont très sensibles parfois à de petites variations
des fonctions d’onde. Nous avons cependant calculé
un ordre de grandeur des probabilités de transitions
en prenant la même déformation pour les états initiaux et finaux.
On constate que des transitions M 2 pures des
noyaux impairs lalTa, 181W, lg3Re et 13’Re, pos- sèdent un facteur d’interdiction du même ordre de
grandeur que celles trouvées dans les noyaux
sphériques, 59, 42, 120 > 65 respectivement.
Seule, la transition de 234 keV dans le 2.37Np ne
semble pas retardée.
Comme le confirme l’étude des transitions mixtes
El + M 2 [8, 9] on peut malgré la pauvreté du
matériel expérimental distinguer quatre sortes de transitions M2.
10 Celles qui sont retardées par une règle de
sélection spéciale (73Ge, lso0s, 183W’).
20 Celles assez bien groupées qui sont retardées
d’un facteur 5 F 200.
30 Celles qui ne semblent pas être retardées
(M2 pure du 237 Np).
40 Celles qui sont accélérées.
Il est évident que de nouvelles déterminations
expérimentales sont nécessaires pour clarifier cette
question des probabilités de transition y M 2-
BIBLIOGRAPHIE
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[8] FOUCHER (R.), Thèse, Paris, 1961.
[9] FOUCHER (R.) et DE PINHO (A. G.), A paraître.
