Systematische Untersuchung exotischer Zerfallskanäle der Scherenmode in Gadoliniumisotopen

Die Isotope 152,154,156Gd liegen in einer Region der Nuklidkarte, in der plötzliche Änderungen der Kerndeformation als Funktion der Teilchenzahl auftreten. Neue Zerfallskanäle der nuklearen Scherenmode an diesem Formphasenübergang wurden mit komplementären experimentellen Methoden studiert. Die M1-Anregungsstärken der J^pi=1^+ Zustände in 152,154Gd wurden in Kernresonanzfluoreszenzexperimenten bestimmt. Dabei ergaben sich summierte M1-Anregungsstärken für 152Gd von sum B(M1) = 0.46(9) \mu_N^2 und für 154Gd von sum B(M1) = 3.12(35) mu_N^2. Mit gamma-gamma-Koinzidenzmessungen nach dem Elektroneneinfang der Kerne 152,154Tb konnten neue Zerfallskanäle dieser 1^+ Zustände zu den 0^+_{2,3}, 2^+_{2,3} und 1^-_1 Zuständen identifiziert werden. Ein Kernresonanzfluoreszenzexperiment mit quasi-monochromatischen, linear polarisierten Photonen zeigte, dass auch der J^\pi=1^+ Zustand der Scherenmode mit der größten M1-Anregungsstärke im statisch deformierten Kern 156Gd einen Zerfall zum ersten angeregten 0^+ Zustand aufweist. Die neuen Eigenschaften der Scherenmode wurden innerhalb des Interacting Boson Models 2 beschrieben und wurden dazu verwendet, die Parameter des Majoranaoperators festzulegen. Die neuen Parameter zur Beschreibung des Atomkerns 154Gd haben einen direkten Einfluss auf die Berechnung von Matrixelementen für den neutrinolosen doppelten beta-Zerfall von 154Sm zu dem 0^+_2 Zustand von 154Gd. Dabei ergibt sich ein wesentlich größeres Matrixelement als zuvor angenommen