Rijksuniversiteit Groningen


Promotie

Gemakkelijk kan een klein mannetje een lantaarnpaal omduwen. Hij geeft de paal een duw, wacht tot de paal is teruggezwaaid en zich weer opnieuw van hem weg beweegt. Dan geeft hij hem voor de tweede keer een zet. Als het mannetje precies blijft duwen in de frequentie waarmee de paal van nature op en neer beweegt, kan hij de paal zonder veel moeite lang in beweging houden of, als hij destructieve neigingen heeft, de slingerbeweging zelfs zo veel versterken dat de paal afknapt. Het verschijnsel dat de lantaarnpaal de energie die hem wordt toegediend goed kan absorberen als de duw-frequentie overeenkomt met de frequentie van de paal zelf, heet resonantie. Resonantie komt in de natuur vaak voor. Pianosnaren gaan bijvoorbeeld meetrillen met snaren die eenzelfde, of een verdubbelde, frequentie hebben als de eigen frequentie. Ook de kernen van atomen kunnen meetrillen met energie die in een golf op hen afkomt. Ook hier geldt dat de golffrequentie moet overeenkomen met een frequentie die zo'n kern van zichzelf kan hebben. Het onderzoek van Remco Zegers gaat over zo'n verschijnsel: de zogenaamde reuzenresonanties in de atoomkern. Wat daarbij opvalt is dat de kern op veel verschillende manieren kan trillen volgens de wetten van de kwantummechanica. Een reuzenresonantie, zegt Zegers, lijkt op een trilling van een vloeistofdruppel, die, in zijn eenvoudigste vorm, van buiten naar binnen loopt en vervolgens weer naar buiten. Een bijzonder geval hiervan is de monopool oscillatie, waarbij de vorm van de druppel tijdens de oscillatie niet verandert, maar alleen de druppelgrootte varieert. De atoomkern bestaat echter niet uit één soort 'vloeistof', maar uit twee: protonvloeistof en neutronvloeistof. Die kunnen beide trillen, waarbij de protonvloeistof in of uit fase kan bewegen met de neutronvloeistof. Die twee gevallen hebben weer aparte namen: isoscalaire en isovector trillingen. Dan is er nog onderverdeling te maken als de draairichting (spin) van de kerndeeltjes meeteelt. Als deeltjes met verschillende spin uit fase bewegen, spreekt men van spin-flip resonantie. Zegers ging op zoek naar twee soorten reuzenresonantie: de isovector monopool reuzenresonantie (IVM) en de spin-flip isovector monopool (SIVM) reuzenresonantie. Hoewel deze resonanties volgens verschillende theoretische modellen zouden moeten voorkomen, is experimentele informatie waaruit hun bestaan blijkt zeer schaars. Reden voor nader onderzoek dus. Zegers voerde twee experimenten uit. De eerste keer was dat in de VS, waar hij in de Indiana University Cyclotron Facility probeerde om de reuzenresonanties in de atoomkernen van tin op te wekken door deze te beschieten met helium-3 kernen. De tweede poging vond plaats in Groningen waar hij met helium-3 kernen op loodatomen schoot. Grootste probleem bij de experimenten was 'ruis', de reuzenresonanties dreigen verloren te gaan in allerlei andere soorten trillingen. Bij het experiment in de VS gooide die ruis roet in het eten. Bij de tweede poging in Groningen lukte het echter wel om de beide reuzenresonanties te identificeren.

Zegers (Gendringen, 1972) studeerde technische natuurkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Hij verrichtte zijn promotieonderzoek bij het Kernfysisch Versneller Instituut van de RUG, binnen de onderzoekschool FANTOM. FOM financierde het onderzoek. Per december gaat Zegers in Japan werken, bij het instituut SPring8.

Datum en tijd

maandag 8 november 1999, 16.00 uur

Promovendus

R.G.T. Zegers, tel. (050)363 36 56, fax (050)363 40 03 (werk)

Proefschrift

Search for isovector giant monopole resonances

Promotor

prof. dr. M.N. Harakeh

Faculteit

wiskunde en natuurwetenschappen

Plaats

Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Deel: ' Promotie reuzenresonanties in atoomkernen '




Lees ook