Étude des niveaux liés de¹⁹O

Summary

We are presenting a systematic and complete study of the energy spectrum and the electromagnetic properties of the¹⁹O nucleus. Microscopical or phenomenological models with axial or spherical symmetry cannot explain the whole of the known experimental results. A shell model calculation in the reducedd _5/2-s _1/2 space leads to energy levels too close with respect to the experiment. Two realistic interactions give similar results in this approximation. A 7/2⁺ level is obtained at too low an energy, as well as with an axial symmetrical rotational model of the Scholz-Malik type. The rotational bands obtained by the Peierls-Yoccoz projection of Hartree-Fock wave functions do not explain this level well. We show, in the framework of a unified asymmetrical rotational model, that¹⁹O is probably greatly deformed, with a maximum nonaxiality, and that the level known at 2.37 MeV may have a 7/2⁺ spin. This level, together with the 9/2⁺ observed at 2.777 MeV, belongs to the asymmetrical rotational band built on the ground state. This model predicts a 3/2⁺ level at 2.59 MeV with a short lifetime. Reduced matrix elements and branching ratios of various electromagnetic transitions, calculated in the hypothesis of an asymmetric rotating core, agree closely with the known experimental results. It is possible, in the framework of this model, to invert the levels 7/2⁺ and 9/2⁺, which has been proposed recently by experimentalists.

Riassunto

Si presenta uno studio completo e sistematico dello spettro di energia e delle proprietà elettromagnetiche del nucleo del¹⁹O. Modelli microscopici o fenomenologici con simmetria assiale o sferica non possono spiegare il complesso dei risultati sperimentali conosciuti. Un calcolo col modello a strati nello spazio d_5/2-s _1/2 ridotto porta a livelli di energia troppo vicini rispetto agli esperimenti. In questa approssimazione due interazioni realistiche danno risultati analoghi. Si ottiene un livello 7/2⁺ ad un'energia troppo bassa, come si ottiene con un modello rotazionale a simmetria assiale del tipo di Scholz-Malik. Le bande rotazionali ottenute con la proiezione di Peierls-Yoccoz delle funzioni d'onda di Hartree-Fock non spiegano bene questo livello. Si dimostra, nello schema di un modello rotazionale asimmetrico unificato, che¹⁹O è probabilmente grandemente deformato, con una non assialità massima, e che il noto livello a 2.37 MeV può avere spin 9/2⁺. Questo livello, assime al 9/2⁺ osservato a 2.777 MeV, appartiene alla banda rotazionale asimmetrica costruita sullo stato fondamentale. Questo modello prevede un livello 3/2⁺ a 2.59 MeV con una vita media breve. Gli elementi di matrice ridotti ed i rapporti di suddivisione di varie transizioni elettromagnetiche calcolati nell'ipotesi di un nocciolo rotante asimmetrico concordano strettamente con i risultati sperimentali noti. Nel contesto di questo modello è possibile invertire i livelli 7/2⁺ e 9/2⁺ come è stato proposto recentemente da alcuni sperimentatori.

Резюме

Мы предлагаем систематическое и полное исследование энергетического спектра и электромагнитных свойств ядра¹⁹O. Микроскопические или феноменологические модели, с аксиальной или сферической симметрией, не могут объяснить всех известных экспериментальных результатов. Вычисление оболочечной модели в приведенномd _5/2-s1/2 пространстве приводит к уровням энергии, которые слишком хорошо согласуются с экспериментом. Два реалистичных взаимодействия дают аналогичные результаты в этом приближении. Уровень 7/2⁺ получается при слишком низкой энергии, так же как при аксиально симметричной ротационной модели типа Шольца-Малика. Ротационные зоны, полученные с помощью проектирования Пайерлса-Яккоза волновых функций Хартри-Фока, не дают хорошего объяснения для этого уровня. В рамках унифицированной асимметричной ротационной модели мы показываем, что¹⁹O, вероятно, сильно деформировано, с неаксиальным максимумом, и что известный уровень при 2.37 МэВ может иметь спин 7/2⁺. Этот уровень, вместе с наблюденным 9/2⁺ при 2.777 МэВ, принадлежит к асимметричной ротационной зоне, образованной на основном состоянии. Эта модель предсказывает уровень 3/2⁺ при 2.59 МэВ с малым временем жизни. Приведенные матричные элементы и отношения ветвей различных электромагнитных переходов, вычисленные в предположении асимметричной ротационной сердцевины, хорошо согласуются с известными экспериментальными результатами. В рамках этой модели можно инвертировать уровни 7/2⁺ и 9/2⁺, что было недавно предположено экспериментаторами.