Sumário

As investigações de bandas de rotação magnética e de bandas quirais, ambas previstas pelos cálculos baseados no modelo de Tilted Axis Cranking (TAC), estão entre os assuntos atuais de maior relevância no campo da estrutura nuclear. As primeiras estão relacionadas à quebra da simetria rotacional devida à distribuição de correntes em núcleos quase esféricos, enquanto as segundas estão relacionadas à quebra de simetria direita-esquerda no sistema intrínseco de núcleos triaxiais. O modelo de TAC (formulado por S. Frauendorf) surgiu como uma generalização do modelo de Cranking para rotação não necessariamente coincidente com um eixo principal da deformação nuclear. O modelo é particularmente apropriado para a descrição de bandas de alto-K (a projeção do momento angular no eixo de maior elongação da deformação), que se caracterizam experimentalmente por bandas dipolares magnéticas, sem favorecimento energético relativo de spins alternados (signature splitting).

As bandas de rotação magnética, ou shears bands, têm características rotacionais em núcleos quase-esféricos, e já foram observadas e estudadas em diversas regiões da tabela de nuclídeos. Por outro lado, em algumas regiões de núcleos triaxiais, os momentos angulares coletivo, de partículas e de buracos de valência tendem a alinhar-se em alto spin com os três eixos principais perpendiculares do caroço deformado, quebrando a simetria quiral. Bandas quirais aparecem experimentalmente como um par de bandas M1 quase degeneradas e, até o momento, foram relatadas na literatura somente na região de massa A$\approx$130. São previstas também em núcleos ao redor do $^{106}$Ru, onde as órbitas ativas de alto j são: $h_{11/2}$ para nêutrons e buracos $g_{9/2}$ para prótons. Porém, a produção destes núcleos ricos em nêutrons é difícil ou impossível pelas reações de fusão-evaporação usuais com isótopos estáveis. Diversas bandas dipolares magnéticas já foram observadas na região de massa $A\approx100$, particularmente nos núcleos mais deficientes em nêutrons, de mais fácil acesso. Algumas destas bandas, nos núcleos menos deformados, são interpretadas como bandas de rotação magnética. A região é transicional e portanto rica em variedade de deformações nucleares.

Propomos o estudo dos estados de alto momento angular dos núcleos de $^{104,106}$Rh, $^{103,104}$Ru, e $^{106}$Pd, entre outros, por meio de espectroscopia gama de reações com feixes de íons pesados fornecidos pelo acelerador Pelletron do Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN), IFUSP-DFN. Esperamos encontrar bandas dipolares magnéticas que constituem sondas para as previsões do modelo de TAC, incluindo a quebra da simetria quiral. Será utilizado o espectrômetro Saci-Perere que produziu resultados inéditos recentes para os núcleos de $^{105}$Rh e $^{108}$Pd.

O núcleo de $^{105}$Rh foi estudado no LAFN por meio de coincidências $\gamma-\gamma-$partícula carregada da reação $^{100}$Mo($^{11}$B,$\alpha$2n) a 43 MeV de energia do feixe, com o espectrômetro Saci-Perere, o qual consiste de 4 detectores $\gamma$ de alta resolução em energia (GeHP) com supressores Compton, e um sistema ancilar de 11 detectores de partículas com ângulo sólido de detecção total próximo de 4$\pi$. Várias bandas dipolares magnéticas foram observadas em alto spin, inclusive um par de bandas quase degeneradas, candidatas a bandas quirais, provavelmente de configuração: $\pi g_{9/2}^{-1}\otimes\nu(h_{11/2}g_{7/2})$. Cálculos de TAC específicos estão sendo realizados. Propomos a medida de núcleos vizinhos do $^{105}$Rh, usando essencialmente as mesmas técnicas, equipamento e métodos de análise. As principais reações seriam: $^{100}$Mo($^{9}$Be,3n); $^{100}$Mo($^{9}$Be,$\alpha$2n); $^{100}$Mo($^{9}$Be,p2n); $^{100}$Mo($^{7}$Li,3n); e $^{100}$Mo($^{7}$Li,p2n), para estudo dos núcleos de $^{106}$Pd; $^{103}$Ru; $^{106}$Rh; $^{104}$Rh; e $^{104}$Ru, respectivamente. Contribuições de fusão incompleta parecem ser importantes para os canais secundários, aumentando a seção de choque que seria prevista exclusivamente para reações de fusão-evaporação. As seções de choque esperadas deverão ser suficientes para a medida de espectroscopia $\gamma$, analogamente ao caso do $^{105}$Rh. Os esquemas de níveis publicados para estes núcleos são relativamente pobres em altos momentos angulares, por terem sido medidos há muito tempo com equipamentos menos sofisticados, ou por terem sido populados por meio de reações de fusão-fissão, difíceis de medir, devido à alta fragmentação das seções de choque, mesmo nos melhores espectrômetros disponíveis atualmente.

Outra região que propomos estudar é a de massa $A\approx60$, de interesse devido à previsão de bandas de rotação magnética pelo modelo de TAC. O trabalho já foi iniciado com o estudo dos núcleos de $^{58}$Co, e $^{61-60}$Ni , produzidos nas reações: $^{51}$V($^{10}$B,p2n), e$^{51}$V($^{16}$O,$\alpha$p1-2n), respectivamente.

Os recursos solicitados para o presente projeto visam a melhoria dos equipamentos eletrônicos, e serão importantes para o aumento da eficiência de detecção e redução do tempo morto do sistema de aquisição, e para a diminuição do tempo de montagem das experiências, possibilitando ajustes mais cuidadosos com reflexos importantes sobre a qualidade dos dados obtidos. Além disso, o projeto cumpre ainda o papel de preservar o patrimônio de conhecimento e experiência já adquiridos pelo grupo, e inicia a preparação para o acoplamento com outros equipamentos que podem ser usados como sistemas ancilares, e o novo acelerador, que estão sendo construídos no laboratório.