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論文

Type II shell evolution in $$A=70$$ isobars from the $$N geq 40$$ island of inversion

Morales, A. I.*; Benzoni, G.*; Watanabe, H.*; 角田 佑介*; Otsuka, T.*; 西村 俊二*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; Fang, Y.*; et al.

Physics Letters B, 765, p.328 - 333, 2017/02

 被引用回数:28 パーセンタイル:94.69(Astronomy & Astrophysics)

The level schemes of neutron-rich isotopes $$^{70}$$Co and $$^{70}$$Ni were populated in the $$beta$$ decay of $$^{70}$$Fe and studied using $$beta$$-delayed $$gamma$$-ray spectroscopy of the $$beta$$ decay, at the RIBF in RIKEN, Japan. The experimental results were compared to state-of-the-art shell-model calculations, and indicate a dominance of prolate deformation in the low-lying states, coexisting with spherical states. The $$beta$$ decay of the $$A=70$$ isobars is shown to progress in accordance to a new type of shell evolution, the so-called Type II, which involves many particle-hole excitations across energy gaps.

論文

Fast-timing study of the $$l$$-forbidden 1/2$$^+$$ $$rightarrow$$ 3/2$$^+$$ $$M1$$ transition in $$^{129}$$Sn

Lic$u{a}$, R.*; Mach, H.*; Fraile, L. M.*; Gargano, A.*; Borge, M. J. G.*; M$u{a}$rginean, N.*; Sotty, C. O.*; Vedia, V.*; Andreyev, A. N.; Benzoni, G.*; et al.

Physical Review C, 93(4), p.044303_1 - 044303_7, 2016/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:46.38(Physics, Nuclear)

The levels in $$^{129}$$Sn populated from the $$beta^-$$ decay of $$^{129}$$In isomers were investigated at the ISOLDE facility of CERN using the newly commissioned ISOLDE Decay Station. The lowest 1/2$$^+$$ state and the 3/2$$^+$$ ground state in $$^{129}$$Sn are expected to have configurations dominated by the neutron $$s_{1/2}$$ ($$l$$=0) and $$d_{3/2}$$ ($$l$$=2) single-particle states, respectively. Consequently, these states should be connected by a somewhat slow $$l$$-forbidden $$M1$$ transition. Using fast-timing spectroscopy we have measured the half-life of the 1/2$$^+$$ 315.3-keV state, $$T_{1/2}$$ = 19(10) ps, which corresponds to a moderately fast $$M1$$ transition. Shell-model calculations using the CD-Bonn effective interaction, with standard effective charges and $$g$$ factors, predict a 4-ns half-life for this level. We can reconcile the shell-model calculations to the measured $$T_{1/2}$$ value by the renormalization of the $$M1$$ effective operator for neutron holes.

論文

Low-lying excitations in $$^{72}$$Ni

Morales, A. I.*; Benzoni, G.*; Watanabe, H.*; 西村 俊二*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; Fang, Y.*; Lorusso, G.*; Patel, Z.*; et al.

Physical Review C, 93(3), p.034328_1 - 034328_14, 2016/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:85.24(Physics, Nuclear)

Low-lying excited states in $$^{72}$$Ni have been investigated at RIKEN by studying the $$beta$$ decay of $$^{72}$$Co to $$^{72}$$Ni. $$^{72}$$Co was separated with BigRIPS, implanted into the WaS3ABi Silicon array, and the $$gamma$$ ray measured using the EURICA $$gamma$$ spectrometer. From the analysis, 60 new $$gamma$$-ray transitions and 21 new levels in $$^{72}$$Ni were observed. The new experimental information is compared to shell-model calculations which include neutron excitation across the $$fpg$$ shell. The calculations reproduce rather well the observed states, implying that a clear understanding of these low-lying excitations has been achieved.

論文

Decay properties of $$^{68,69,70}$$Mn; Probing collectivity up to N=44 in Fe isotopic chain

Benzoni, G.*; Morales, A. I.*; Watanabe, H.*; 西村 俊二*; Coraggio, L.*; Itaco, N.*; Gargano, A.*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; et al.

Physics Letters B, 751, p.107 - 112, 2015/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:81.47(Astronomy & Astrophysics)

The $$beta$$ decays of $$^{68,69,70}$$Mn have been measured at the RIBF facility at RIKEN using the EURICA $$gamma$$ spectrometer combined with an active stopper consisting of a stack of Si detectors. Half-lives and $$beta$$-delayed neutron emission probabilities have been extracted for these decays, together with first experimental information on excited states populated in $$^{69,70}$$Fe. The data indicate a continuously increasing deformation for Fe isotopes up to A=70, and interpreted to be due to the interplay between quadrupole correlation of specific neutron orbitals and the monopole component of the proton-neutron interaction.

論文

Cluster-transfer reactions with radioactive beams; A Spectroscopic tool for neutron-rich nuclei

Bottoni, S.*; Leoni, S.*; Fornal, B.*; Raabe, R.*; Rusek, K.*; Benzoni, G.*; Bracco, A.*; Crespi, F. C. L.*; Morales, A. I.*; Bednarczyk, P.*; et al.

Physical Review C, 92(2), p.024322_1 - 024322_8, 2015/08

 被引用回数:17 パーセンタイル:79.89(Physics, Nuclear)

An exploratory experiment was performed at REX-ISOLDE CERN to test the potential of cluster-transfer reactions at the Coulomb barrier as a mechanism to explore the structure of exotic neutron-rich nuclei. The transfer of triton and alpha particles in a reaction of a beam of $$^{98}$$Rb onto a $$^7$$Li target were studied through particle-$$gamma$$ coincidence measurements. The results indicate that such cluster transfer reactions can be an efficient method to investigate the structure of neutron-rich nuclei at medium-high excitation energies and spins.

論文

Influence of self-irradiation on the magnitude of the superfluid density in PuCoGa$$_5$$ probed by muon spin rotation

大石 一城; Heffner, R. H.; 伊藤 孝; 髭本 亘; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 403(5-9), p.1013 - 1014, 2008/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Condensed Matter)

PuCoGa$$_5$$$$T_c=18.5$$Kの超伝導体として知られている。本系の特徴として、Puの崩壊により自発的に試料内に欠陥を作成する自己照射効果のため、超伝導転移温度が経時変化とともに減少することが報告されている。われわれは試料作成から25日及び400日経過した同一単結晶試料を用いて$$mu$$SR実験を行い、磁場侵入長$$lambda$$(1/$$lambda^2proptorho_s$$, $$rho_s$$は超伝導電流密度)の温度依存性を観測した。その結果、作成後25日の試料に比べ、約400日経った試料では自己照射効果により$$T_c$$は約20%減少した一方で、超伝導電流密度$$rho_s$$は約70%も減少することがわかった。不純物による$$T_c$$の減少を予測したAbrikosov-Gorkov(AG)理論によれば、$$rho_s$$が70%減少した場合、$$T_c$$は約50%減少することが期待されるが、PuCoGa$$_5$$では$$T_c$$の減少は20%に抑制された。Franzらによれば、この$$T_c$$の抑制はコヒーレンス長$$xi$$が不純物間距離に比べ短い場合に生じることが理論的に予測されている。このモデルを用いて$$rho_s$$の温度依存性を計算した結果、実験結果を非常によく再現することから、PuCoGa$$_5$$では$$xisim2$$nmと短いコヒーレンス長がこの$$T_c$$の抑制に寄与していると考えられる。

論文

Muon spin rotation measurements of the superfluid density in fresh and aged superconducting PuCoGa$$_5$$

大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.

Physical Review B, 76(6), p.064504_1 - 064504_10, 2007/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:53.86(Materials Science, Multidisciplinary)

We have measured the temperature dependence and magnitude of the superfluid density $$rho_{rm s}(T)$$ via the magnetic field penetration depth $$lambda(T)$$ in PuCoGa$$_5$$ using the muon spin rotation technique in order to investigate the symmetry of the order parameter, and to study the effects of aging on the superconducting properties of a radioactive material. The same single crystals were measured after 25 days ($$T_c = 18.25$$ K) and 400 days ($$T_c = 15.0$$ K) of aging at room temperature. The temperature dependence of the superfluid density is well described in both materials by a model using $$d$$-wave gap symmetry. Within the context of a strong-coupling, dirty $$d$$-wave model, a zero-temperature gap value $$Delta_0 = 3.0k_BT_{c0}$$ is obtained in the fresh sample for a scattering rate $$Gamma=0.005 pi k_BT_{c0}$$, which is consistent with Abrikosov-Gor'kov (AG) pair-breaking theory. In the aged sample the same model yields $$Delta_0 = 2.4k_BT_{c0}$$ for $$Gamma=0.010 pi k_BT_{c0}$$. This value of $$Gamma$$ is much less than required by the AG pair-breaking formalism. Furthermore, the aged $$rho_{rm s}(0)$$ is reduced by at least 70% compared to the fresh sample, which is also incompatible with $$Delta T_c/T_{c0} sim$$ 20%, according to AG theory. We conclude that the data in aged PuCoGa$$_5$$ support the postulate that the scattering from radiation-induced defects is not in the limit of the AG theory of an order parameter which is spatially averaged over impurity sites, but rather in the limit of short-coherence-length superconductivity.

論文

Magnetic penetration depth and self-induced irradiation effects in superconducting PuCoGa$$_5$$ probed by muon spin rotation

大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Fluss, M. J.*; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; 伊藤 孝; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.566 - 568, 2007/03

PuCoGa$$_5$$$$f$$電子系超伝導体の中で最も高い超伝導転移温度${it T$_{rm c}$}$=18.5Kを有する。また、放射性元素であるPuの崩壊により自己照射効果を受けるという特徴を有する。われわれは試料作成から400日が経過した単結晶試料(${it T$_{rm c}$}$=15.5K)を用いて$$mu$$SR測定を行い、磁場侵入長$$lambda$$の温度依存性に対する自己照射効果の影響を調べた。その結果${it T}$=0Kでの磁場侵入長は、作成から25日後の単結晶試料(${it T$_{rm c}$}$=18.5K)に比べ、1.8倍増大することが明らかとなった。一方で磁場侵入長の温度依存性は25日後の試料で観測された結果と同様、温度に線形に増大することから、自己照射効果により${it T$_{rm c}$}$は約18%減少したにもかかわらず、依然として${it d}$波超伝導体の特徴が保持されていることを確認した。

論文

$$mu$$SR studies of Pu metal and the Pu-based superconductor PuCoGa$$_5$$

Heffner, R. H.; Bauer, E. D.*; Chung, B.*; Fluss, M. J.*; 髭本 亘; 伊藤 孝; MacLaughlin, D. E.*; Morales, L. A.*; Morris, G. D.*; 大石 一城; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.14 - 19, 2006/08

Puの磁性及びPuCoGa$$_5$$の超伝導について報告する。Pu金属の基底状態、特に磁気的状態は固体物理における基本的かつ興味深い問題である。われわれは$$mu$$SR法を用いて$$alpha$$型及び$$delta$$型のプルトニウム金属についての測定を行い、実験的に存在しえる磁気モーメントの上限を決定した。またPuCoGa$$_5$$において磁場侵入長の測定を行い、温度に比例して増加することを見いだすとともに時間反転対称性があることを確認した。これらの結果は偶パリティを持つ超伝導状態と一致する。

論文

$$mu$$SR studies of the superconducting order parameter in PuCoGa$$_5$$

Morris, G. D.*; Heffner, R. H.; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; Anderson, J. E.*

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.180 - 183, 2006/03

 被引用回数:15 パーセンタイル:58.07(Physics, Condensed Matter)

We present transverse-field (TF) measurements of the in-plane magnetic-field penetration depth $$lambda (T)$$ in single-crystalline PuCoGa$$_5$$ for 0.06 T applied filed. We find that the temperature dependence of the superfluid density, and therefore $$Deltalambda (T)=lambda (T)-lambda (0)$$, is $$propto T$$ for $$T/T_c le 0.5$$. We estimate that the measured $$lambda (0)=241(3)$$ nm. Zero-field (ZF) measurements find no evidence for time-reversal symmetry violation. The ZF and TF measurements are consistent with an even-parity (pseudo-spin singlet), d-wave paring state.

口頭

$$mu$$SRから眺めたPuCoGa$$_5$$の準粒子励起

大石 一城; Heffner, R. H.; 髭本 亘; 伊藤 孝; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.

no journal, , 

PuCoGa$$_5$$はPu化合物で初めて超伝導を示す物質として注目を集めている。この物質の超伝導転移温度は$$T_c$$=18.5Kと既存で同様のHoCoGa$$_5$$型結晶構造を持つCe-115系超伝導体に比べ、約1桁大きい値を示すことが特徴として挙げられる。本系の超伝導発現機構に関する研究は、理論及び実験の双方から行われており、理論からはスピン揺らぎ起源の超伝導であることが、また最近のNMR及び$$mu$$SRの結果から本系は$$d$$波超伝導体であることが示唆されている。また、$$^{239}$$PuCoGa$$_{5}$$では$$^{239}$$Puの$$alpha$$崩壊による自己照射効果のために-0.21K/月の割合で$$T_c$$が減少することが知られている。したがって、本超伝導体では自己照射によるaging効果を考慮する必要がある。われわれはこの超伝導体において、自己照射効果に対する超伝導秩序変数の知見を得るため、前回の$$mu$$SR実験で使用した単結晶試料(作成後25日の試料:試料1)と同じもの(作成後400日の試料:試料2)を用いて$$mu$$SR実験を行い、磁場侵入長の温度依存性及び磁場依存性を測定した。その結果、試料2では$$T_c$$が減少し、これまでに磁化率測定から報告されている結果と良い一致を示した。また興味深いことに、経時変化を示している試料2においても試料1と同様に、磁場侵入長が温度に線形な振る舞いを示すことが明らかとなった。このことは、自己照射効果により$$T_c$$には強い影響が現れているにもかかわらず、依然として$$d$$波超伝導体の特徴がみられることを示唆している。

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