In-trap decay spectroscopy on highly charged radioactive ions towards measurements on intermediate nuclei in beta beta decay

Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung und Inbetriebnahme einer neuen Zerfallsspektroskopieanlage mit dem Ziel die schwachen Elektroneneinfangs-Verzweigungsverhältnisse der uu-Zwischenkerne im doppelten Betazerfall zu bestimmen. Die experimentell gewonnenen Daten sind von Bedeutung für theoretische...

Other title:In-trap decay spectroscopy on highly-charged radioactive ions towards measurements on intermediate nuclei in ββ decay
In-trap decay spectroscopy on highly charged radioactive ions towards measurements on intermediate nuclei in ββ decay
In-trap decay spectroscopy on highly-charged radioactive ions towards measurements on intermediate nuclei in beta beta decay
Author: Lennarz, Annika
Further contributors: Frekers, Dieter (Thesis advisor)
Division/Institute:FB 11: Physik
Document types:Doctoral thesis
Media types:Text
Publication date:2015
Date of publication on miami:06.11.2015
Modification date:09.11.2015
Edition statement:[Electronic ed.]
Subjects:Verzweigungsverhältnisse; doppelter Betazerfall; Kernmatrixelemente; Ionenfalle; hochgeladenen Ionen highly-charged radioactive ions; branching ratios; double-beta decay; nuclear matrix elements; ion trap
DDC Subject:530: Physik
License:InC 1.0
Language:English
Format:PDF document
URN:urn:nbn:de:hbz:6-87289563285
Permalink:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-87289563285
Digital documents:diss_lennarz.pdf

Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung und Inbetriebnahme einer neuen Zerfallsspektroskopieanlage mit dem Ziel die schwachen Elektroneneinfangs-Verzweigungsverhältnisse der uu-Zwischenkerne im doppelten Betazerfall zu bestimmen. Die experimentell gewonnenen Daten sind von Bedeutung für theoretische Schalenmodellrechnungen, zur Bestimmung der Kernmatrixelemente des doppelten Betazerfalls. Hauptbestandteil der neuartigen Anlage ist eine Elektronenstrahl-Ionenfalle des TITAN (TRIUMF's Ion Trap for Atomic and Nuclear science) Experiments am TRIUMF in Vancouver, Kanada, mit welcher radioaktive Ionen durch eine Kombination aus elektrischen und magnetischen Felder und ohne Implantierung auf einem Trägermaterial gespeichert werden können. Neben der effektiven Reduzierung des Untergrunds, bietet die Verwendung der EBIT den Vorteil einer nahezu verlustfreien Speicherung von hochgeladenen Ionen, wodurch eine präzise Messung von Halbwertszeiten ermöglicht wird.

This thesis presents the development and commissioning of a novel experimental setup to perform in-trap decay spectroscopy on highly-charged radioactive ions. The primary objective for such a device is the measurement of the weak electron-capture branching ratios of the odd-odd intermediate nuclei in double-beta decay. Those ratios will provide experimental input to benchmark theoretical shell-model calculations for the nuclear matrix elements in double-beta decay. The setup is part of the TITAN (TRIUMF's Ion Trap for Atomic and Nuclear science) facility at TRIUMF in Vancouver, Canada. The apparatus employs an open-access electron-beam ion trap to provide a low-background environment as well as backing-free ion storage, and is surrounded radially by seven low-energy planar silicon-lithium drifted photon detectors. Employing an electron beam for charge breeding optimizes the ion-cloud confinement and increases the ion storage time in the trap, thereby allowing half-life measurements.