Study of low lying dipole transitions in open shell nuclei

In the present thesis, we study the excess of low lying dipole strength inthe isovector dipole response along the tin isotopic chain, from 100Sn to 132Sn. This excess has been observed in different neutron-rich nuclei andit is commonly known as the Pygmy dipole resonance (PDR). The natureof the PDR is still under debate. The aim of this thesis is to investigatehow it evolves with mass and to define and characterize within sound crite-ria if it can be considered collective from the theoretical point of view. Forthat, we have based our theoretical description of the dipole response ona Skyrme model solved within Hartree-Fock plus Random Phase Approxi-mation, including pairing correlations within the Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS) approximation since those are required for the study of open shellnuclei. The theoretical calculations in neutron rich tin isotopes predicts anexcess of strength in the isovector dipole response, close to the neutron sep-aration energy and well below the Giant Dipole Resonance (GDR). First, tostudy the energy weighted sum rule (EWSR) exhausted by the PDR and itsevolution, we have fitted a Gaussian function to the PDR and a Lorenzianfunction to the GDR ensuring that the global EWSR is reasonably fulfilled.Secondly, we propose a strategy to define the collectivity of the differentRPA excitation states appearing in the energy range defined. This analysisshows that the innermost neutrons from the excess defines as those betweenN=50 and N=70 or neutrons that occupy s.p. levels from the 1g7/2 to 3s1/2 are the ones contributing at most to the PDR, while neutrons above N=70 barely contribute to the PDR. In addition, neutrons from the core, that isbelow N=50, as well as protons also contribute to the PDR region. Thisshould be attributed to the tail of the GDR.

Nella presente tesi si studia l’eccesso di transizioni di dipolo presente nellaregione a bassa energia della risposta isovettoriale di dipolo della catena dellostagno dal 100Sn al 132Sn. Questo eccesso è stato osservato in diversi nucleiricchi di neutroni ed è comunemente noto come risonanza pigmea di dipolo (PDR). La natura della PDR è ancora oggetto di dibattito. L’obbiettivodi questa tesi è quello di indagare come evolve al variare della massa e didefinire e caratterizzare entro criteri validi se può essere considerata collet-tiva dal punto di vista teorico. A questo scopo abbiamo basato la nostradescrizione teorica della risposta di dipolo su un modello di Skyrme risoltocon Hartree-Fock più RPA includendo l’interazione di pairing all’internodell’approssimazione di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) poiché è necessariaper lo studio di nuclei a shell aperta. I calcoli teorici negli isotopi dello stagnoricchi di neutroni prevedono un eccesso di transizioni nella risposta isovettoriale di dipolo, vicino all’energia di separazione dei neutroni e ben al disotto della risonanza gigante di dipolo (GDR). In primo luogo, per studiarela regola di somma ponderata dell’energia (EWSR) esaurita dalla PDR e lasua evoluzione, abbiamo adattato una funzione gaussiana al picco PDR euna funzione Lorentziana al picco GDR assicurando che l’EWSR globale siaragionevolmente soddisfatta. In secondo luogo, proponiamo una strategiaper definire la collettività dei diversi stati di eccitazione RPA che compaiononell’intervallo di energia della PDR. Questa analisi mostra che i neutroni piùinterni dell’eccesso ovvero quelli compresi tra N= 50 e N= 70 contribuiscono maggiormente alla PDR, mentre i neutroni per N>70 contribuiscono amalapena alla PDR. Inoltre, anche i neutroni del core cioè quelli per N<50, così come i protoni contribuiscono alla regione PDR. Questo dovrebbe essereattribuito alla coda della GDR.