Interplay between nuclear shell evolution and shape deformation revealed by the magnetic moment of $^{75}$Cu - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Physics Année : 2019

Interplay between nuclear shell evolution and shape deformation revealed by the magnetic moment of $^{75}$Cu

Y. Ichikawa
H. Nishibata
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Y. Tsunoda
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A. Takamine
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K. Imamura
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T. Fujita
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T. Sato
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S. Momiyama
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Y. Shimizu
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D.S. Ahn
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K. Asahi
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H. Baba
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D.L. Balabanski
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T. Egami
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N. Fukuda
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C. Funayama
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T. Furukawa
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N. Inabe
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Y. Ishibashi
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T. Kawaguchi
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T. Kawamura
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Y. Kobayashi
S. Kojima
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I. Mukul
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M. Niikura
T. Nishizaka
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A. Odahara
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Y. Ohtomo
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T. Otsuka
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T. Sumikama
H. Suzuki
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H. Takeda
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L.C. Tao
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Y. Togano
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D. Tominaga
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H. Ueno
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H. Yamazaki
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X.F. Yang
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A. Gladkov
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Résumé

Exotic nuclei are characterized by having a number of neutrons (or protons) in excess relative to stable nuclei. Their shell structure, which represents single-particle motion in a nucleus 1$^{,}$2 , may vary due to nuclear force and excess neutrons 3$^{–}$6 , in a phenomenon called shell evolution 7 . This effect could be counterbalanced by collective modes causing deformations of the nuclear surface 8 . Here, we study the interplay between shell evolution and shape deformation by focusing on the magnetic moment of an isomeric state of the neutron-rich nucleus$^{75}$Cu. We measure the magnetic moment using highly spin-controlled rare-isotope beams and achieve large spin alignment via a two-step reaction scheme 9 that incorporates an angular-momentum-selecting nucleon removal. By combining our experiments with numerical simulations of many-fermion correlations, we find that the low-lying states in$^{75}$Cu are, to a large extent, of single-particle nature on top of a correlated$^{74}$Ni core. We elucidate the crucial role of shell evolution even in the presence of the collective mode, and within the same framework we consider whether and how the double magicity of the$^{78}$Ni nucleus is restored, which is also of keen interest from the perspective of nucleosynthesis in explosive stellar processes.

Dates et versions

hal-01909269 , version 1 (31-10-2018)

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Citer

Y. Ichikawa, H. Nishibata, Y. Tsunoda, A. Takamine, K. Imamura, et al.. Interplay between nuclear shell evolution and shape deformation revealed by the magnetic moment of $^{75}$Cu. Nature Physics, 2019, 15 (4), pp.321-325. ⟨10.1038/s41567-018-0410-7⟩. ⟨hal-01909269⟩
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