VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

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en travaillant par exemple sur une base de fonctions propres de l'oscillateur harmonique. Les résultats de ces calculs reflètent essentiellement les mêmes difficultés que l'on rencontre dans la matière nucléaire : insuffisance de l'énergie de liaison, effet qui justifie en quelque sorte l'emploi de l'approximation de la densité locale. Forces effectives phénoménologiques Un grand effort a été porté notamment en France sur l'emploi de forces effectives phénoménologiques dont la forme est assez simple pour accélérer les calculs Hartree-Fock, et qui ont les mêmes propriétés que celles qui résultent de la théorie de Brueckner (dépendance de la densité, très faible Interaction dans l'état p). Ces forces dites de Skyrme, sont assez simples pour permettre, avec les ordinateurs actuels, d'étendre les calculs Hartree-Fock à tous les noyaux de la table nucléaire, quelle que soit leur forme. Cette approche consistant à paramétriser directement la force effective est évidemment moins fondamentale que la précédente mais elle offre aussi l'avantage de conduire à des calculs encore plus simples tout en fournissant des prédictions encore plus précises. En particulier, à partir de formes phénoménologiques très simples dépendant de la densité, il a été possible de reproduire les masses expérimentales à mieux de 1 % tout au long de la table périodique. De telles forces ont été utilisées pour calculer la forme d'équilibre des noyaux lourds déformés et ont fourni des résultats en accord remarquable avec les valeurs expérimentales des moments quadrupolalres et hexadécapolalres de ces noyaux. Grâce à leur simplicité et à la qualité de leurs prédictions, on pense pouvoir utiliser de telles interactions pour décrire de façon microscopique les phénomènes de fission nucléaire. Les procédés mathématiques ingénieux qui permettent d'accélérer les calculs des éléments de matrice de ces interactions sont une autre source de progrès. Ainsi l'utilisation des forces de type gaussien. qui sera requise pour une étude détaillée de l'appartement, a récemment connu un développement important Il parait très probable que l'emploi de ces forces phénoménologiques, dont la forme et les propriétés sont déduites des calculs plus fondamentaux de la matière nucléaire et peut-être, de calculs detaillés d'un petit nombre de noyaux finis, est appelé à se développer dans l'avenir dans la plupart des domaines de la structure nucléaire. Effets de polarisation dans les noyaux Unis On sait depuis longtemps que les nucléons dits « de valence » en orbite autour des noyaux à couches fermées, polarisent ces couches et leur donnent des déformations quadrupolalres qui peuvent doubler les moments quadrupolalres statiques et les amplitudes de transition électromagnétiques. La description de ces polarisations requiert souvent un espace de configurations trop étendu pour les programmes disponibles du modèle des couches et on cherche par conséquent à calculer des charges effectives capables de tenir compte des excitations virtuelles des nucléons dans les configurations dont on n'a pas tenu compte. Les effets de polarisation sont très visibles aussi dans Iss moments et dans les transitions magnétiques et les transitions octupolaires électriques. On s'aperçoit aussi qu'il faut les Introduire dans l'Interaction effective des nucléons de valence qui peuvent échanger, par exemple, des vibrations quadrupolalres des couches fermées. L'emploi de charges effectives, et l'inclusion dans les forces effectives de l'échange de vibrations se font depuis longtemps. Néanmoins, faute sans doute de calculs encore suffisamment détaillés des vibrations, on est encore loin de rendre compte quantitativement de ces effets de polarisation avec le détail que nous donnent les nombreuses mesures expérimentales spectroscopfques. Il est probable, grâce au développement des forces effectives citées plus haut, que ces calculs pourront être faits dans le proche avenir. 3. le problème à trois corps On appelle « problème à trois corps » la résolution exacte des équations de mouvement (l'équation de Schrodlnger dans le cas non-relativlste) de trois particules en Interaction. Les systèmes étudiés sont soit le triton (énergie de liaison, facteurs de forme, etc.), soit encore la diffusion d'un nucléon par le deuton, soit encore la diffusion d'un deuton par un noyau, ce dernier étant assimilé à une particule tandis que le deuton faiblement lié peut se casser et se recombiner un certain nombre de fols au cours de la diffusion. La solution exacte du problème à trois corps est d'un intérêt évident : elle permet de sonder l'interaction nucléon-nucléon dans des conditions beaucoup plus variées que ne le permet l'étude de la diffusion nucléon-nucléon. 45
LES GRANDS PROBLÈMES DE LA <strong>PHYSIQUE</strong> NUCLÉAIRE en particulier d'en sonder les propriétés en dehors de la couche d'énergie, et en principe, de vérifier s'il existe des forces à trois corps. L'étude du problème & trois corps a connu son plein essor depuis le travail de Faddeev qui montra en 1960 comment II fallait résoudre les équations du mouvement. La solution exacte devenait désormais accessible bien qu'elle exigit un calcul numérique très considérable. C'est pour cela que les premières solutions des équations de Faddeev ont été obtenues avec des forces nucléon-nucléon separable», mais depuis un an environ on a obtenu des solutions des états liés avec des forces locales réalistes décrites dans le chapitre 1C-1. L'usape des coordonnées hypersphériques s'est avéré utile pour ce problème. Un grand effort est entrepris aujourd'hui afin d'obtenir aussi une solution exacte du problème de la diffusion d'un nucléon par le deuton avec ces forces réalistes, Ces travaux devraient aboutir bientôt. Les calculs des états liés ds trois nucléons font apparaître deux désaccords Intéressants avec les données expérimentales, Premièrement les forces nucléon-nucléon réalistes donnent une énergie da liaison Inférieure de 0.S -1.5 MeV à la valeur expérimentale. Deuxièmement le facteur de forme de charge (voir chapitre 1A-S) a un premier minimum à une Impulsion transférée trop grande et un deuxième maximum beaucoup trop bas. Pour des impulsions transférées supérieures à 3.6 fm~' on peut mettre en cause l'hypothèse de forces nucléonnucléon Instantanées et la dynamique non-relativlste. Le défaut d'énergie de liaison est peut-être une indication de l'existence ds forces è trois corps. Ces exemples montrent que le problème à trois corps soulève quelques-uns des problèmes fondamentaux de la physique nucléaire. Les calculs actuels de la diffusion d'un neutron par le deuton (diffusion élastique et cassure du deuton par le neutron) ont décrit avec succès les données à basse énergie (inférieure è 30 MeV) mais des désaccords de 20 % existent pour les processus de cassure. Il faudra attendre que soient effectués les calculs avec des forces réalistes avant qu'un tel désaccord puisse être considéré comme significatif. Signalons enfin que les équations de Faddeev commencent à être appliquées i d'autres réactions nucléaires. En particulier on peut cherchor à tester l'approximation de Born généralisée aux ondes distordues, à améliorer le calcul du potentiel optl- 46 que (voir chapitre 1B-2) ainsi que des interactions effectives intervenant dans les réactions directes. Une application en a déjà été faite avec succès pour les réactions Induites par les deutons. Dans ce cas les techniques du problème à trois corps ont permis d'inclure les processus où le deuton se casse et se recombine, processus qui deviennent importants aux énergies qui excèdent 25 MeV. Pour conclure on peut dire que dans les prochaines ann4es il sera possible de tester les forces nucléaires tant pour les états liés de trois nucléons que pour les problèmes de diffusion nucléon-deuton. Ces résultats seront d'un très grand intérêt pour déterminer l'Hamiltonlen du noyau et pour vérifier dans quelles limites on peut traiter la dynamique du noyau avec une théorie non-relatlvlste et des forces nucléaires représentées par des simples potentiels 4 deux corps. L'application des méthodes du problème à trois corps pour les réactions nucléaires n'a fait que commencer.
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