VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

LES GRANDS PROBLÈMES DE LA PHYSKJUE NUCLÉAIRE
Les réactions directes
Le concept de réaction nucléaire directe est aussi
ancien que celui du modèle optique. Dans une
réaction directe, le temps d'interaction est très
court, de l'ordre de grandeur du temps de passage
du projectile, et on passe instantanément de l'état
initial à l'état final : très peu de degrés de liberté
du système sont mis en jeu.
Depuis quelque vingt ans, la théorie des réactions
directes s'est considérablement développée et raffinée
par l'usage de l'approximation de Born généralisée
aux ondes distordues par le potentiel
optique. C'est grâce ft cette approximation qu'on
a pu interpréter la diffusion Inélastique ainsi que
les réactions de transfert où des nucléons sont
échangés entre la cible et le projectile. Un très
grand nombre de renseignements concernant la
structure nucléaire a pu être obtenu ainsi. L'approximation
de Born généralisée aux ondes distordues
a surtout été appliquée aux réactions Induites
par das particules légères (A < 4) mais on
en étend aujourd'hui l'application aux réactions
induites entre ions lourds (voir chapitre 2C).
La diffusion InMaatiqu*
La diffusion Inélastique est une réaction au cours
de laquelle un projectile excite le noyau, sans qu'il
y ait eu de transfert de nucléons. Dans les cas où
seul un degré de liberté collectif est mis en jeu,
la diffusion Inélastique n'est qu'une extension de
la diffusion élastique. En effet, dans le modèle
unifié de Bohr et de Mottelson le projectile ne fait
que déformer, ou bien il induit en rotation, le potentiel
optique. C'est ainsi que les nombreuses
études de diffusion élastique et inélastique de protons,
deutons, particules » ont mis en évidence
l'existence dans les noyaux d'états fortement collectifs
tels que les vibrations quadrupolaires des
noyaux pair-pair, les vibrations octupolalres des
noyaux sphériques et les bandes de rotation des
noyaux déformés (voir chapitre 1A-2).
L'analyse des sections efficaces de diffusion inélastique
peut être améliorée en utilisant l'approximation
dite des voies couplées plutôt qe l'approximation
de Born. Dans l'approximation des voles
couplées on inclut tous les processus où le noyau
fait un nombre quelconque de transitions entre un
certain nombre d'états choisis d'avance. C'est, par
exemple, grâce i cette méthode des voies couplées
que l'analyse de diffusion inélastique de particules
a par le *Sm a mis en évidence une déformation
hexadécupolaire de ce noyau.
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Les réactions de transfert
A l'opposé de la diffusion inélastique, qui excite
prélérentiellement les modes collectifs, les réactions
de transfert d'un nucléon mettent en évidence
les états a un nucléon dans les noyaux. La réaction
qui a apporté peut-être la plus belle moisson de
résultats, c'est la réaction (d, p) de strippage du
deuton, c'est-à-dire celle de la capture directe d'un
neutron par le noyau cible. C'est en effet un cas
où l'approximation de Born généralisée aux ondes
distordues est excellente. Si le noyau cible est
pair-pair et donc de spin nul, la transition vers un
état de moment cinétique donné ne peut se faire
qu'en transférant un moment cinétique orbital bien
défini, que l'on peut identifier directement à l'aide
des distributions angulaires des protons émis (flg.
6). De plus, les sections efficaces sont proportionnelles
è la probabilité pour le neutron transféré
d'occuper une orbite définie du modèle des couches.
Ces réactions ont eu un Intérêt capital pour
établir définitivement le modèle des couches, et
Interpréter d'après ce modèle les spectres des
noyaux.
L'essentiel des connaissances spectroscopies
que nous avons aujourd'hui des noyaux est issu
de données de rapt ou strippage, analysées grâce
è l'approximation de Born généralisée aux ondes
distordues. Cette méthode fait désormais parte de
l'arsenal du physicien nucléaire.
Les principales applications de ces méthodes aux
réactions où un ou deux nucléons sont transférés
sont discutées dans la section suivante. L'application
aux transferts d'agrégats entre ions lourds
est discutée dans le chapitre 2C-2.
3. transfert d'un et deux nucléons ;
les couches profondes du noyau
Transfert d'un ou deux nucléons
Le transfert d'un nucléon a permis d'obtenir une
somme considérable d'informations sur la structure
des états nucléaires par des réactions de type
A (a, b) B où a saisit un nucléon du noyau cible A,
ou bien dépose sur A un nucléon supplémentaire.
La dépendance de la section efficace avec l'angle
d'émission de la particule b correspondante permet
de déduire les propriétés dynamiques du nucléon
transféré, de connaître en particulier le moment
angulaire quantifié qu'il possède sur l'orbite dont