Quadrupole moment of Ca-39

Abstract

The electric quadrupole moment of Ca-39 was determined for the first time by applying the beta-Nuclear Quadrupole Resonance (beta-NQR) technique. The polarized Ca-39 nuclei were produced through the projectile fragmentation process in the 100 A MeV Ca-40 on Au collision and purified using a fragment separator. Beta-NQR method was used to detect the quadrupole coupling, and the polarization was monitored through beta-ray asymmetry. The quadrupole coupling constant of Ca-39 in CaCo3 was determined to be 0.60 +/- 0.04 MHz from the chi-square fitting analysis on the spectrum. And the electric field gradient was predicted to be 7 +/- 1.0 x 10(exp 20) V/sq m from the first principle calculation of electric band structure. With these parameters the quadrupole moment of Ca-39 was determined to be 36 +/- 7 mb, which almost coincides with the theoretical value of 26 mb, which was estimated by using the shell model.

β核四重極共鳴法(β-NQR)を用いてCa-39核の電気四重極モーメントを始めて測定した。100AMeVのCa-40とAuの衝突による入射核分裂過程により分極Ca-39原子核を生成し、分裂片セパレータによって純粋なCa-39ビームを得た。四重極結合の測定にはβ-NQR法を用い、偏極はβ線の非対称よって測定した。スペクトルのΧ2乗解析により求めたCaCo3におけるCa-39の四重極結合定数は0.60±0.04MHzであった。電子帯構造の第一原理より求めた電場勾配は7±1.0×10(exp 20)V/平方メートルであった。これらのパラメータより求めたCa-39の四重極モーメントは36±7mbであったが、この値は殻モデルによって求められた理論値の26mbとほぼ一致した。