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Precision mass measurements on neutron-rich Zn isotopes and their consequences on the astrophysical r-process

  • The rapid neutron-capture or the r-process is responsible for the origin of about half of the neutron-rich atomic nuclei in the universe heavier than iron. For the calculation of the abundances of those nuclei, atomic masses are required as one of the input parameters with very high precision. In the present work, the masses of the neutron-rich Zn isotopes (A=71 to 81) lying in the r-process path have been measured in the ISOLTRAP experiment at ISOLDE/CERN. The mass of 81Zn has been measured directly for the first time. The half-lives of the nuclides ranged from 46.5 h (72Zn) down to 290 ms (81Zn). In case of all the nuclides, the relative mass uncertainty (∆m/m) achieved was in the order of 1E-8 corresponding to a 100-fold improvement in precision over previous measurements.
  • Der schnelle Neutroneneinfang oder auch r-Prozess ist verantwortlich für die Entstehung von mehr als der Hälfte der neutronenreichen Atomkerne im Universum die schwerer sind als Eisen. Um die Häufigkeit dieser Atomkerne zu berechnen ist die Atomare Masse mit sehr hoher Genauigkeit als einer der Input-Parameter erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wurde die Masse der Neutronenreichen Isotopen (A=71 bis 81) die im Bereich des r-Prozesses liegen, am ISOLTRAP Experiment am ISOLDE/CERN gemessen. Dabei wurde die Masse von 81Zn zum ersten male gemessen. Die Halbwertszeit des Nuklids liegt im Bereich von 46.5 h (72Zn) runter bis zu 290 ms (81Zn). Für alle Nuklide kann eine Genauigkeit in der Ordnung von 1E-8 bei der Bestimmung der relativen Masse (∆m/m) erreicht werden, entsprechend einer 100-fachen Verbesserung in der Präzision gegenüber früheren Messungen.

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Metadaten
Author: Sudarshan Baruah
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000528-0
Title Additional (German):Präzisionsmassenmessung an neutronenreichen Zn-isotopen und ihre Folgen für den astrophysikalischen r-Prozess
Advisor:Prof. Lutz Schweikhard
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2008/10/22
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2008/10/17
Release Date:2008/10/22
GND Keyword:Penning-Falle, Präzisionsmassenmessung, TOF, r-Prozess
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 560 Fossilien, Paläontologie