Abstract
The lecture presents an introduction to shell model applications in nuclear spectroscopy. The evaluation of single particle energies, two-body interactions and effective operators and their correlation with the choice of model space is described. The results of the empirical shell model approach in a minimum valence space and of large-scale shell model calculations are summarised for various regions in the nuclidic chart. The mapping of the deformed and the spherical shell model is demonstrated, and the evolution of shell structure towards exotic nuclei is discussed.
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References
1. O. Haxel, J.H.D. Jensen, H.E. Suess: Phys. Rev. 75, 1766 (1949)
2. M. Göppert-Mayer: Phys. Rev. 75, 1969 (1949)
3. I. Talmi, I. Unna: Nucl. Phys. 30, 280 (1962)
4. A. de Shalit, I. Talmi: Nuclear Shell Theory, Academic Press, New York, 1963
5. P.J. Brussaard, P.W.M. Glaudemans: Shell model applications in nuclear spectroscopy, North-Holland, Amsterdam, 1977
6. B.A. Brown, B.H. Wildenthal: Ann. Rev. of Nucl. Part. Sci. 38, 29 (1988)
7. A. Poves, A.P. Zuker: Phys. Rep. 70, 235 (1981)
8. Proc. Int. RIKEN Symposium Shell Model 2000, eds. T. Otsuka, H. Sakurai, I. Tanihata, Nucl. Phys A 704 (2002)
9. G. Martínez-Pinedo: to be published in this series
10. T. Schmidt: Z. Phys. 106, 358 (1937)
11. M. Göppert-Mayer, J.H.D. Jensen: Elementary Theory of Nuclear Shell Structure, J. Wiley & Sons, New York, 1955
12. P. Möller, J.R. Nix, K.-L. Kratz: At. Data Nucl. Data Tab. 66, 131 (1997)
13. H. Grawe, M. Lewitowicz: Nucl. Phys. A 693, 116 (2001)
14. J. Duflo, A.P. Zuker: Phys. Rev. C 59, 2347 (1999)
15. B.A. Brown: Phys. Rev. C 58, 220 (1998)
16. B. Cohen, D. Kurath: Nucl. Phys. A 101, 1 (1967)
17. W. Kutschera, B.A. Brown, K. Ogawa: Riv. Nuovo Cim. 1, No. 12 (1978)
18. F.J.D. Serduke, R.D. Lawson, D.H. Gloeckner: Nucl. Phys. A 256, 45 (1976)
19. R. Gross, A. Frenkel: Nucl. Phys. A 267, 85 (1976)
20. J. Blomqvist, L. Rydström: Phys. Scripta 31, 31 (1985)
21. W.A. Richter et al.: Nucl. Phys. A 523, 325 (1991)
22. M. Honma et al.: Phys. Rev. C 69, 034335 (2004)
23. K. Heyde: The Nuclear Shell Model, Springer, Berlin, 1994
24. S. Arvieu, S.A. Moszkowski: Phys. Rev. 145, 830 (1966)
25. T.R.H. Skyrme: Nucl. Phys. 9, 615 and 635 (1959); D. Vautherin and D.M. Brink: Phys. Rev. C 5, 626 (1972)
26. D. Gogny: Nucl. Phys. A 237, 399 (1975)
27. R. Machleidt: Adv. Nucl. Phys. 19, 189 (1989)
28. M. Lacombe et al.: Phys. Rev. C 21, 861 (1980)
29. V.G.J. Stoks et al.: Phys. Rev. C 49, 2950 (1994)
30. R.B. Wiringa, V.G.J. Stoks, R. Schiavilla: Phys. Rev. C 51, 38 (1995)
31. T.T.S. Kuo, G.E. Brown: Nucl. Phys. A 114, 241 (1968)
32. T.T.S. Kuo, E. Osnes: Springer Lecture Notes of Physics 364, 1 (190)
33. M. Hjorth-Jensen et al.: Phys. Rep. 261, 125 (1995)
34. S. Bogner, T.T.S. Kuo, L. Coraggio: Nucl. Phys. A 684, 432c (2001)
35. Y. Utsono et al.: Phys. Rev. C 60, 054315 (1999)
36. E. Caurier et al.: Phys. Rev. C 50, 225 (1994)
37. R. Neugart, G. Neyens: to be published in this series
38. E. Roeckl, Decay Studies of N≃Z Nuclei, Lect. Notes Phys. 651, 223–261 (2004)
39. N. Severijns, Weak Interaction Studies by Precision Experiments in Nuclear Beta Decay, Lect. Notes Phys. 651, 339–381 (2004)
40. J. Sinatkas et al.: J. Phys. G 18, 1377 and 1401 (1992)
41. T. Engeland et al.: Phys. Rev. C 61, 021302(R) (2000)
42. A. Bohr, B.R. Mottelson: Nuclear Structure, World Scientific, Singapore, 1998
43. I. Hamamoto: Proc. Int. Symp. Nuclear Structure Physics, eds. R. Casten et al., World Scientific, Singapore 2001, p.31
44. B.A. Brown: Nucl. Phys. A 704, 11c (2002)
45. G. Martínez-Pinedo et al.: Phys. Rev. C 53, R2602 (1996)
46. I.S. Towner, F.C. Khanna: Nucl. Phys. A 399, 334 (1983)
47. K.H. Maier et al.: Nucl. Phys. A 183, 289 (1972)
48. H. Grawe, H.H. Bertschat, H. Haas, Hyperfine Interactions 15/16, 65 (1983)
49. N. Alamanos, A. Gillibert, Selected Topics in Reaction Studies with Exotic Nuclei, Lect. Notes Phys. 651, 295–337 (2004)
50. V.F. Weisskopf: Phys. Rev. 83, 1073 (1951)
51. R.F. Casten: Nuclear Structure from a Simple Perspective, Oxford University Press, 2000
52. P. Navratil, B.R. Barrett: Phys. Rev. C 57, 3119 (1998)
53. B.R. Barrett, P. Navratil, J.P. Vary: Nucl. Phys. A 704, 254c (2002)
54. E. Caurier, M. Rejmund, H. Grawe: Phys. Rev. C 67, 054310 (2003)
55. T. Otsuka et al.: Nucl. Phys. A 704, 21c (2002)
56. J.B. French, M.H. McFarlane: Nucl. Phys. A 26 ,168 (1961)
57. D. Zwarts: Comp. Phys. Comm. 38, 365 (1985)
58. M. Hausmann et al.: Phys. Rev. C 68, 024309 (2003)
59. A. Lisetskiy et al.: Nucl. Phys. A 677, 100 (2000)
60. R.R. Whitehead et al.: Adv. in Nucl. Phys. 9, 123 (1977)
61. B.A. Brown et al.: MSU-NSCL Report No. 524 (1985)
62. E. Caurier et al.: Phys. Rev. C 59, 2033 (1999)
63. E. Caurier, G. Martínez-Pinedo: Nucl. Phys. A 704, 60c (2002)
64. T. Mizusaki: RIKEN Acc. Progr. Report 33, 14 (2000)
65. A. Schmidt et al.: Phys. Rev. C 62, 044319 (2000)
66. C. Mazzocchi et al.: Eur. Phys. J. A 12, 269 (2001)
67. E. Caurier: private communication
68. J. Blomqvist: Proc. ASHPIN, Argonne, 1979, ANL/PHY-79-4, p.155
69. J. Blomqvist et al.: Z. Phys. A 312, 27 (1983)
70. T. Ishii et al.: Phys. Rev. Lett. 81, 39 (2000)
71. A. Amusa, R.D. Lawson: Z. Physik A 307, 333 (1982)
72. M. Rejmund et al.: Z. Physik A 359, 243 (1997)
73. J. Blomqvist: CERN Report No. 81-09, CERN, Geneva, 1981, p. 536
74. I.M. Band, Yu. I. Kharitonov: Nucl. Data. Tabl. 10, 107 (1971)
75. F. Hardemann et al.: Hyperfine Interactions 59, 13 (1990)
76. H. Grawe et al.: AIP CP 481, 177 (1999)
77. F. Nowacki: Nucl. Phys. A 704, 223c (2002) and private communication
78. L. Batist et al.: Nucl. Phys. A 720, 222 (2003)
79. G. Audi, A.H. Wapstra: Nucl. Phys. A 565, 1 (1993)
80. M. Sawicka et al.: Phys. Rev. C 68, 044304 (2003)
81. R. Grzywacz et al.: Phys. Rev. Lett. 81, 766 (1998)
82. P. Daly et al.: Physica Scripta T 56, 94 (1995)
83. J.H. McNeill et al.: Phys. Rev. Lett. 63, 860 (1989)
84. D.J. Decman et al.: Z. Phys. A 310, 55 (1983)
85. A. Blazhev et al.: Phys. Rev. C 69, 064304 (2004)
86. S. Franchoo et al.: Phys. Rev. C 69, 044305 (2004)
87. D. Rudolph, K.P. Lieb, H. Grawe: Nucl. Phys. A 597, 298 (1996)
88. T. Motobayashi et al.: Phys. Lett. B 346, 9 (1995)
89. C.E. Svensson et al.: Phys. Rev. Lett. 85, 2693 (2000)
90. T. Otsuka et al.: Phys. Rev. Lett. 81, 1588 (1998)
91. G. Martínez-Pinedo et al.: Phys. Rev. C 55, 187 (1997)
92. S.M. Lenzi: Nucl. Phys. A 704, 124c (2002)
93. E. Caurier et al.: Nucl. Phys. A 693, 439 (1999)
94. M. Bentley et al.: Phys. Lett. B 437, 243 (1998)
95. S.M. Lenzi et al.: Phys. Rev. Lett. 87, 122501 (2001)
96. A.P. Zuker et al.: Phys. Rev. Lett. 89, 142502 (2002)
97. K. Langanke, F.-K. Thielemann, M. Wiescher, Nuclear Astrophysics and Nuclei far from Stability, Lect. Notes Phys. 651, 383–467 (2004)
98. T. Mizusaki et al.: Phys. Rev. C 59, R1846 (1999)
99. D. Rudolph et al.: Phys. Rev. Lett. 82, 3763 (1999)
100. D. Rudolph et al.: Phys. Rev. Lett. 80, 3018 (1998)
101. T. Mizusaki et al.: Nucl. Phys. A 704, 190c (2002)
102. M. Sawicka et al.: Eur. Phys. J. A 109 (2004)
103. H. Grawe et al.: Nucl. Phys. A 704, 211c (2002)
104. H. Grawe, Acta Physica Polonica B 34, 2267 (2003)
105. B.A. Brown: 10th Int. Conf. on Nuclear Reaction Mechanisms, ed. E. Gradioli, Varenna 2003, Ricerca Scientifica ed Educazione Permanente, Suppl. Nr. 122, p. 41 (2003)
106. O. Sorlin et al.: Phys. Rev. Lett. 88, 092501 (2002)
107. E. Caurier, F. Nowacki, A. Poves: Eur. Phys. J. A 15, 145 (2002)
108. T. Ishii et al.: Act. Phys. Pol. B 32, 739 (2001)
109. H. Grawe et al.: Proc. Tours 2000, AIP CP 561, 287 (2001)
110. G. Georgiev et al.: J. Phys. G 28, 2993 (2002)
111. M. Hanawald et al.: Phys. Rev. Lett. 82, 1391 ( 1999)
112. K.H. Langanke et al.: Phys. Rev. C 67, 044314 (2003)
113. P.G. Reinhard et al.: RIKEN Review 26, 23 (2000)
114. O. Kenn et al.: Phys. Rev. C 65, 034308 (2003)
115. I.P. Johnstone, L.D. Skouras: Eur. Phys. J. A 11, 125 (2001)
116. X. Ji, B.H. Wildenthal: Phys. Rev. C 37, 1256 (1988), C 38, 2849 (1988), C 40, 389 (1989)
117. L. Coraggio et al.: J. Phys. G 26, 1697 (2000)
118. H. Grawe et al.: Physica Scripta T 56, 71 (1995)
119. B.A. Brown, K. Rykaczewski: Phys. Rev. C 50, R2270 (1994)
120. A. Covello et al.: Acta Phys. Pol. B 34, 2257 (2002)
121. M. Lipoglavšek et al.: Phys. Rev. C 66, 011302(R) (2002)
122. I.P. Johnstone, L.D. Skouras: Phys. Rev. C 55, 1227 (1995)
123. H. Herndl, B.A. Brown: Nucl. Phys. A 627, 35 (1996)
124. C. Plettner et al.: Nucl. Phys. A 733, 20 (2004)
125. K. Ogawa: Phys. Rev. C 28, 958 (1983)
126. E. Nolte, H. Hicks: Phys. Lett. B 97, 55 (1980)
127. M. Górska et al.: Z. Phys. A 353, 233 (1995)
128. M. La Commara et al.: Nucl. Phys. A 708, 167 (2002)
129. J. Döring et al.: Phys. Rev. C 68, 034306 (2003)
130. M. Lipoglavšek et al.: Phys. Lett. B 440, 2467 (1998)
131. M. Górska et al.: Phys. Rev. C 58, 108 (1998)
132. P. Raghavan et al.: Phys. Rev. Lett. 54, 2592 (1985)
133. J.P. Omtvedt et al.: Phys. Rev. Lett. 75, 3090 (1995)
134. D. Seweryniak et al.: Nucl. Phys. A 589, 175 (1995)
135. R.M. Clark et al.: Phys. Rev. C 61, 044311 (2000)
136. C. Plettner et al.: Phys. Rev. C 66, 044319 (2002)
137. Z. Hu et al.: Phys. Rev. C 60, 024315 (1999)
138. Z. Hu et al.: Phys. Rev. C 62, 064315 (2000)
139. T. Engeland et al.: Proc. 6th Spring Meeting on Nuclear Physics, S. Agata, Italy, 1998, ed. A. Covello, World Scientific, Singapore , 1999, p.117
140. I. Dillmann et al.: Phys. Rev. Lett. 91, 162503 (2003)
141. G. Martínez-Pinedo, K.H. Langanke: Phys. Rev. Lett. 83, 4502 (1999)
142. T.T.S. Kuo, G.A. Herling: NRL Memorandum Report, No. 2258 (1971)
143. M. Hjorth-Jensen: private communication
144. M. Ogawa et al.: Phys. Rev. Lett. 41, 289 (1978)
145. A. Korgul et al.: Eur. Phys. J. A 7, 167 (2000)
146. J.P. Schiffer: Ann. Phys. 66, 798 (1971)
147. M.N. Mineva et al.: Eur. Phys. J. A 11, 9 (2001)
148. D. Zwarts, P.W.M. Glaudemans: Z. Physik A 320, 487 (1985)
149. L. Coraggio et al.: Phys. Rev. C 58, 3346 (1998)
150. L. Coraggio et al.: Phys. Rev. C 60, 064306 (1999)
151. E.K. Warburton, B.A. Brown: C 43, 602 (1991)
152. S.J. Poletti et al.: Nucl. Phys. A 448, 189 (1986)
153. K. Hauschild et al.: Phys. Rev. Lett. 87, 072501 (2001)
154. I. Hamamoto: Phys. Rep. 10, 63 (1974)
155. M. Rejmund et al.: Eur. Phys. J. A 8, 161 (2000)
156. B. Fornal et al.: Phys. Rev. Lett. 87, 212501 (2001)
157. G. Dracoulis et al.: Nucl. Phys. A 493, 145 (1989)
158. G. Bertsch et al.: Nucl. Phys. A 284, 399 (1977)
159. B.A. Brown: Phys. Rev. Lett. 85, 5300 (2000)
160. K. Rutz et al.: Nucl. Phys. A 634, 67 (1998)
161. J.P. Eliott and B.H. Flowers: Proc. Roy. Soc. A 229, 536 (1955)
162. J.L. Wood et al.: Phys. Rep. 215, 101 (1992)
163. J. Heese et al.: Phys. Lett. B 302, 390 (1993)
164. A.N. Andreyev et al.: Nature 405, 430 (2000)
165. E. Caurier et al.: Phys. Rev. C 58, 2033 (1998)
166. E. Caurier et al.: Phys. Rev. Lett. 75, 2466 (1995)
167. S.M. Lenzi et al.: Z. Phys. A 354, 117 (1996)
168. R. Wyss: to be published in this series
169. A. Poves, G. Martínez-Pinedo: Phys. Lett. B 430, 203 (1998)
170. M. Sawicka et al.: Eur. Phys. J. A 16, 51 (2002)
171. J. Dobaczewski et al.: Phys. Rev. Lett. 72, 981 (1994)
172. T. Otsuka et al.: Phys. Rev. Lett. 87, 082502 (2001)
173. T. Otsuka: private communication
174. K. Markenroth et al.: Nucl. Phys. A 679, 467 (2001)
175. J. Al-Khalili, An Introduction to Halo Nuclei, Lect. Notes Phys. 651, 77–112 (2004)
176. T. Glasmacher et al.: Phys. Lett. B 395, 163 (1997)
177. M. Stanoiu et al.: NS2002, Berkeley, AIP CP 656, 311 (2002)
178. A. Huck et al.: Phys. Rev. C 31, 2226 (1985)
179. R.V.F. Janssens et al.: Phys. Lett. B 546, 55 (2002)
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Grawe, H. Shell Modelfrom a Practitioner’s Point of View. In: Al-Khalili, J., Roeckl, E. (eds) The Euroschool Lectures on Physics with Exotic Beams, Vol. I. Lecture Notes in Physics, vol 651. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-44490-9_2
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