Testing $ab initio$ nuclear structure in neutron-rich nuclei: lifetime measurements of second 2$^+$ states in $^{16}$C and $^{20}$O
M. Ciemala
,
S. Ziliani
,
F.C.L. Crespi
,
S. Leoni
,
B. Fornal
,
A. Maj
,
P. Bednarczyk
,
G. Benzoni
,
A. Bracco
,
C. Boiano
,
S. Bottoni
,
S. Brambilla
,
M. Bast
,
M. Beckers
,
T. Braunroth
,
F. Camera
,
N. Cieplicka-Orynczak
,
E. Clément
(1)
,
S. Coelli
,
O. Dorvaux
(2)
,
S. Erturk
,
G. de France
(1)
,
C. Fransen
,
A. Goldkuhle
,
J. Grebosz
,
M.N. Harakeh
,
L.W. Iskra
,
B. Jacquot
(1)
,
A. Karpov
,
M. Kicinska-Habior
,
Y. Kim
(1)
,
M. Kmiecik
,
A. Lemasson
(1)
,
S.M. Lenzi
,
M. Lewitowicz
(1)
,
H. Li
(1)
,
I. Matea
(3)
,
K. Mazurek
,
C. Michelagnoli
(4)
,
M. Matejska-Minda
,
B. Million
,
C. Muller-Gatermann
,
V. Nanal
,
P. Napiorkowski
,
D.R. Napoli
,
R. Palit
,
M. Rejmund
(1)
,
Ch. Schmitt
(2)
,
M. Stanoiu
,
I. Stefan
(3)
,
E. Vardaci
,
B. Wasilewska
,
O. Wieland
,
M. Zieblinski
,
M. Zielinska
(5)
,
A. Atac
,
D. Barrientos
,
B. Birkenbach
,
A.J. Boston
,
B. Cederwall
,
L. Charles
(2)
,
J. Collado
,
D.M. Cullen
,
P. Desesquelles
(6)
,
C. Domingo-Pardo
,
J. Dudouet
(7)
,
J. Eberth
,
V. Gonzalez
,
J. Goupil
(1)
,
L.J. Harkness-Brennan
,
H. Hess
,
D.S. Judson
,
A. Jungclaus
,
W. Korten
(5)
,
M. Labiche
,
A. Lefevre
(1)
,
R. Menegazzo
(4)
,
D. Mengoni
,
J. Nyberg
,
R.M. Perez-Vidal
,
Zs. Podolyak
,
A. Pullia
,
F. Recchia
,
P. Reiter
,
F. Saillant
(1)
,
M.D. Salsac
(5)
,
E. Sanchis
,
O. Stezowski
(7)
,
Ch. Theisen
(5)
,
J.J. Valiente-Dobon
,
J.D. Holt
,
J. Menendez
,
A. Schwenk
,
J. Simonis
1
GANIL -
Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
2 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
3 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
4 ILL - Institut Laue-Langevin
5 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
6 CSNSM - Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière
7 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
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3 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
4 ILL - Institut Laue-Langevin
5 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
6 CSNSM - Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière
7 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
M. Ciemala
- Fonction : Auteur
S. Ziliani
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763971
- ORCID : 0000-0001-5328-720X
F.C.L. Crespi
- Fonction : Auteur
S. Leoni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755161
- ORCID : 0000-0002-3691-0749
B. Fornal
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755162
- ORCID : 0000-0002-1142-8067
- IdRef : 219941858
A. Maj
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755162
- ORCID : 0000-0002-1142-8067
- IdRef : 219941858
P. Bednarczyk
- Fonction : Auteur
G. Benzoni
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- PersonId : 755374
- ORCID : 0000-0002-7938-0338
A. Bracco
- Fonction : Auteur
C. Boiano
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S. Bottoni
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S. Brambilla
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M. Bast
- Fonction : Auteur
M. Beckers
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T. Braunroth
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F. Camera
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N. Cieplicka-Orynczak
- Fonction : Auteur
S. Coelli
- Fonction : Auteur
S. Erturk
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C. Fransen
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A. Goldkuhle
- Fonction : Auteur
J. Grebosz
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M.N. Harakeh
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L.W. Iskra
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A. Karpov
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M. Kicinska-Habior
- Fonction : Auteur
M. Kmiecik
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A. Lemasson
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- PersonId : 3871
- IdHAL : antoine-lemasson
- ORCID : 0000-0002-9434-8520
- IdRef : 152663169
S.M. Lenzi
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K. Mazurek
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M. Matejska-Minda
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- PersonId : 764160
- ORCID : 0000-0001-8644-198X
B. Million
- Fonction : Auteur
C. Muller-Gatermann
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V. Nanal
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P. Napiorkowski
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D.R. Napoli
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R. Palit
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M. Stanoiu
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I. Stefan
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- PersonId : 179537
- IdHAL : iulian-stefan
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E. Vardaci
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B. Wasilewska
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O. Wieland
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M. Zieblinski
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A. Atac
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D. Barrientos
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B. Birkenbach
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A.J. Boston
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D.M. Cullen
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C. Domingo-Pardo
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J. Dudouet
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- IdHAL : jeremie-dudouet
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J. Eberth
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V. Gonzalez
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A. Jungclaus
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M. Labiche
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D. Mengoni
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R.M. Perez-Vidal
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A. Pullia
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F. Recchia
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P. Reiter
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E. Sanchis
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J.J. Valiente-Dobon
- Fonction : Auteur
J.D. Holt
- Fonction : Auteur
J. Menendez
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A. Schwenk
- Fonction : Auteur
J. Simonis
- Fonction : Auteur
Résumé
To test the predictive power of ab initio nuclear structure theory, the lifetime of the second 2+ state in neutron-rich O20,τ(22+)=150−30+80fs, and an estimate for the lifetime of the second 2+ state in C16 have been obtained for the first time. The results were achieved via a novel Monte Carlo technique that allowed us to measure nuclear state lifetimes in the tens-to-hundreds of femtoseconds range by analyzing the Doppler-shifted γ-transition line shapes of products of low-energy transfer and deep-inelastic processes in the reaction O18(7.0MeV/u)+Ta181. The requested sensitivity could only be reached owing to the excellent performances of the Advanced γ-Tracking Array AGATA, coupled to the PARIS scintillator array and to the VAMOS++ magnetic spectrometer. The experimental lifetimes agree with predictions of ab initio calculations using two- and three-nucleon interactions, obtained with the valence-space in-medium similarity renormalization group for O20 and with the no-core shell model for C16. The present measurement shows the power of electromagnetic observables, determined with high-precision γ spectroscopy, to assess the quality of first-principles nuclear structure calculations, complementing common benchmarks based on nuclear energies. The proposed experimental approach will be essential for short lifetime measurements in unexplored regions of the nuclear chart, including r-process nuclei, when intense beams, produced by Isotope Separation On-Line (ISOL) techniques, become available.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte