Neutron skin of 208Pb, nuclear symmetry energy, and the parity radius experiment

A precise determination of the neutron skin thickness of a heavy nucleus sets a basic constraint on the nuclear symmetry energy (the neutron skin thickness is the difference of the neutron and proton rms radii of the nucleus). The parity radius experiment (PREX) may achieve it by electroweak parity-violating electron scattering (PVES) on 208Pb. We investigate PVES in nuclear mean field approach to allow the accurate extraction of the neutron skin thickness of 208Pb from the parity-violating asymmetry probed in the experiment. We demonstrate a high linear correlation between the parity-violating asymmetry and the neutron skin thickness in successful mean field forces as the best means to constrain the neutron skin of 208Pb from PREX, without assumptions on the neutron density shape. Continuation of the experiment with higher precision in the parity-violating asymmetry is motivated since the present method can support it to constrain the density slope of the nuclear symmetry energy to new accuracy.

Uma Demonstração Sobre o Espalhamento Inelástico de Luz: Repetindo o Experimento de Raman

An adaptation of the Raman experiment is presented as a very convenient, simple and easily made demonstration about inelastic light scattering. The procedure involves an overhead projector, a rectangular and transparent cell, complementary filters and solvent. Alternatively a spectrofluorimeter can he used to evaluate how weak Raman scattering is.

Coherent patterns and self-induced diffraction of electrons on a thin nonlinear layer

Electron scattering on a thin layer where the potential depends self-consistently on the wave function has been studied. When the amplitude of the incident wave exceeds a certain threshold, a soliton-shaped brightening (darkening) appears on the layer causing diffraction of the wave. Thus the spontaneously formed transverse pattern can be viewed as a self-induced nonlinear quantum screen. Attractive or repulsive nonlinearities result in different phase shifts of the wave function on the screen, which give rise to quite different diffraction patterns. Among others, the nonlinearity can cause self-focusing of the incident wave into a beam, splitting in two "beams," single or double traces with suppressed reflection or transmission, etc.

Theory of surface noise under Coulomb correlations between carriers and surface states

We present a theory of the surface noise in a nonhomogeneous conductive channel adjacent to an insulating layer. The theory is based on the Langevin approach which accounts for the microscopic sources of fluctuations originated from trapping¿detrapping processes at the interface and intrachannel electron scattering. The general formulas for the fluctuations of the electron concentration, electric field as well as the current-noise spectral density have been derived. We show that due to the self-consistent electrostatic interaction, the current noise originating from different regions of the conductive channel appears to be spatially correlated on the length scale correspondent to the Debye screening length in the channel. The expression for the Hooge parameter for 1/f noise, modified by the presence of Coulomb interactions, has been derived

Effet de la symétrie sur la supraconductivité de LaRhSi3 et la frustration magnétique du SrRE2O4 (RE = Dy ou Ho)

Dans la première partie, nous présentons les résultats de l'étude du supraconducteur sans inversion de symétrie LaRhSi3 par spectroscopie muonique. En champ nul, nous n'avons pas détecté de champ interne. Ceci indique que la fonction d'onde de l'état supraconducteur n'est pas dominée par l'état triplet. Les mesures en champ transverse de 35G présentent une transition en accord avec la transition de phase attendue sous le champ critique Hc1. Nous avons répété ces mesures pour un champ entre Hc1 et Hc2, 150G. Le spectre obtenu pour ces mesures conserve l'asymétrie et relaxe rapidement à basse température tel que prédit pour un supraconducteur dans la phase d'Abrikosov. Néanmoins, les relaxations produites par ce balayage en température présentent une transition à près de 2 fois la température critique attendue. Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous donnons l'interprétation des résultats de la diffraction neutronique inélastique par l'étude des champs électriques cristallins. Ces mesures ont été effectuées sur des aimants frustrés SrHo2O4 et SrDy2O4 sous la forme de poudre. L'étude des niveaux produits par les champs cristallins par la méthode des opérateurs de Stevens indique une perte du moment cinétique dans les deux matériaux. Pour le SrDy2O4, l'état fondamental serait constitué de quatre états dégénérés quasi accidentellement qui portent un moment magnétique total non-nul. Toute fois, nos mesures de susceptibilité magnétique ne montrent aucun ordre au-dessus de 50mK. Pour le SrHo2O4, le fondamental est formé d'une paire accidentelle. Nous obtenons un moment magnétique de 6.94(8)$\mu_B$ ce qui s'accorde avec les données expérimentales.

Montage et caractérisation d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde utilisant des réseaux de Bragg comme filtre : application aux nanotubes de carbone

La spectroscopie Raman est un outil non destructif fort utile lors de la caractérisation de matériau. Cette technique consiste essentiellement à faire l’analyse de la diffusion inélastique de lumière par un matériau. Les performances d’un système de spectroscopie Raman proviennent en majeure partie de deux filtres ; l’un pour purifier la raie incidente (habituellement un laser) et l’autre pour atténuer la raie élastique du faisceau de signal. En spectroscopie Raman résonante (SRR), l’énergie (la longueur d’onde) d’excitation est accordée de façon à être voisine d’une transition électronique permise dans le matériau à l’étude. La section efficace d’un processus Raman peut alors être augmentée d’un facteur allant jusqu’à 106. La technologie actuelle est limitée au niveau des filtres accordables en longueur d’onde. La SRR est donc une technique complexe et pour l’instant fastidieuse à mettre en œuvre. Ce mémoire présente la conception et la construction d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde basé sur des filtres à réseaux de Bragg en volume. Ce système vise une utilisation dans le proche infrarouge afin d’étudier les résonances de nanotubes de carbone. Les étapes menant à la mise en fonction du système sont décrites. Elles couvrent les aspects de conceptualisation, de fabrication, de caractérisation ainsi que de l’optimisation du système. Ce projet fut réalisé en étroite collaboration avec une petite entreprise d’ici, Photon etc. De cette coopération sont nés les filtres accordables permettant avec facilité de changer la longueur d’onde d’excitation. Ces filtres ont été combinés à un laser titane : saphir accordable de 700 à 1100 nm, à un microscope «maison» ainsi qu’à un système de détection utilisant une caméra CCD et un spectromètre à réseau. Sont d’abord présentés les aspects théoriques entourant la SRR. Par la suite, les nanotubes de carbone (NTC) sont décrits et utilisés pour montrer la pertinence d’une telle technique. Ensuite, le principe de fonctionnement des filtres est décrit pour être suivi de l’article où sont parus les principaux résultats de ce travail. On y trouvera entre autres la caractérisation optique des filtres. Les limites de basses fréquences du système sont démontrées en effectuant des mesures sur un échantillon de soufre dont la raie à 27 cm-1 est clairement résolue. La simplicité d’accordabilité est quant à elle démontrée par l’utilisation d’un échantillon de NTC en poudre. En variant la longueur d’onde (l’énergie d’excitation), différentes chiralités sont observées et par le fait même, différentes raies sont présentes dans les spectres. Finalement, des précisions sur l’alignement, l’optimisation et l’opération du système sont décrites. La faible acceptance angulaire est l’inconvénient majeur de l’utilisation de ce type de filtre. Elle se répercute en problème d’atténuation ce qui est critique plus particulièrement pour le filtre coupe-bande. Des améliorations possibles face à cette limitation sont étudiées.

Vibrational behaviour of bcc Cu-based shape memory alloys close to the martensitic transition

Experimental data from ultrasonic and inelastic neutron scattering measurements are analyzed for different families of Cu-based shape-memory alloys. It is shown that the transition occurs at a value, independent of composition and alloy family, of the ratio between the elastic constants associated with the two shears necessary to accomplish the lattice distortion from the bcc to the close-packed structure. The zone boundary frequency of the TA2[110] branch evaluated at the transition point (TM), weakly depends, for each family, on composition. A linear relationship between this frequency and the inverse of the elastic constant C', both quantities evaluated at TM, has been found, in agreement with the prediction of a Landau model proposed for martensitic transformations.

Coherent patterns and self-induced diffraction of electrons on a thin nonlinear layer

Electron scattering on a thin layer where the potential depends self-consistently on the wave function has been studied. When the amplitude of the incident wave exceeds a certain threshold, a soliton-shaped brightening (darkening) appears on the layer causing diffraction of the wave. Thus the spontaneously formed transverse pattern can be viewed as a self-induced nonlinear quantum screen. Attractive or repulsive nonlinearities result in different phase shifts of the wave function on the screen, which give rise to quite different diffraction patterns. Among others, the nonlinearity can cause self-focusing of the incident wave into a beam, splitting in two "beams," single or double traces with suppressed reflection or transmission, etc.

Nuclear charge radii from X-ray transitions in muonic atoms of carbon, nitrogen and oxygen

Energies of muonic X-rays of the K-series of carbon, nitrogen and oxygen have been measured with an accuracy of about 15 eV. Root mean square radii of the nuclear charge distributions were deduced. The results 2.49±0.05 fm for carbon, 2.55 ±0.03 fm for nitrogen and 2.71 ±0.02 fm for oxygen are in good agreement at comparable accuracy with recent electron scattering data.

Vibrational spectroscopy of a compound with a CS7 ring

The product of the Asinger reaction between elemental sulfur, n-butylamine and acetophenone is 8-(n-butylaminophenylmethyliden)-1,2,3,4,5,6,7-heptathiocane which contains a CS7 ring. A combination of infrared, Raman and inelastic neutron scattering spectroscopies with periodic density functional theory calculations is used to provide a complete assignment of the vibrational spectra of this unusual species. The similarity between the Raman spectra of the compound and that of elemental sulfur is particularly striking. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

The vibrational spectrum and ultimate modulus of polyethylene

We have performed the first completely ab initio lattice dynamics calculation of the full orthorhombic cell of polyethylene using periodic density functional theory in the local density approximation (LDA) and the generalized gradient approximation (GGA). Contrary to current perceptions, we show that LDA accurately describes the structure whereas GGA fails. We emphasize that there is no parametrization of the results. We then rigorously tested our calculation by computing the phonon dispersion curves across the entire Brillouin zone and comparing them to the vibrational spectra, in particular the inelastic neutron scattering (INS) spectra, of polyethylene (both polycrystalline and aligned) and perdeuteriopolyethylene. The F-point frequencies (where the infrared and Raman active modes occur) are in good agreement with the latest low temperature data. The near-perfect reproduction of the INS spectra, gives confidence in the results and allows Lis to deduce a number of physical properties including the elastic moduli, parallel and perpendicular to the chain. We find that the Young's modulus for an infinitely long, perfectly crystalline polyethylene is 360.2 GPa at 0 K. The highest experimental value is 324 GPa, indicating that current high modulus fibers are similar to 90% of their maximum possible strength.

Proton-halo effects in the (8)B+(58)Ni reaction near the Coulomb barrier

Elastic scattering of (8)B and (7)Be on a (58)Ni target has been measured at energies near the Coulomb barrier. The total reaction cross sections were deduced from Optical-model fits to the experimental angular distributions. Comparison with other systems shows evidence for proton-halo effects on (8)B, as well as for neutron-halo on (6)He reactions. While the enhancement in the cross section observed for (8)B is explained in terms of projectile breakup, in the case of (6)He reactions, the particle transfer proces explains the observed enhancement.

Structural Characterization of Nanocrystalline Sb-Doped SnO2 Xerogels by Multiedge X-ray Absorption Spectroscopy

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Schottky emission in nanoscopically crystallized Ce-doped SnO2 thin films deposited by sol-gel-dip-coating

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Nanosized lead lanthanum titanate (PLT) ceramic powders synthesized by the oxidant peroxo method

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)