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Structure et dynamique nucléaire

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de la matière nucléaire. Les résonances dipolaires pygmées, nouveaux modes dynamiques associés notamment

à l’excès de neutron loin de la stabilité ont une forte influence sur les taux de réaction de capture

radiative impliqués dans le processus r. En outre, leur étude permet d’extraire des paramètres de l’énergie

de symétrie, de même certains modes de spin-isospin tels que la résonance dipolaire de spin pourront être

mis en évidence. Tous ces modes pourront être étudiés dans les noyaux loin de la stabilité au RIKEN puis

à FAIR qui ont les énergies de faisceau idéales pour ces études. Enfin, mentionnons la recherche de la

vibration d’appariement géante, prédite depuis longtemps mais jamais observée et qui fera bientôt l’objet

d’expériences au LNS de Catane. Ce travail expérimental s’effectue en lien étroit avec les efforts menés

par le groupe théorie dans la description des modes collectifs et de leurs liens avec le module d’incompressibilité

et l’énergie de symétrie (résonances géantes et pygmées, vibrations d’appariement, …) : voir

les Figures 4 et 5.

1.4 Équation d’état des noyaux exotiques et matière nucléaire

asymétrique en isospin

Le programme peut schématiquement se diviser en trois parties :

Figure 6 : Exploration de l’espace Température-

Pression-Isospin dans les collisions nucléaires.

La première concerne la thermodynamique des noyaux chauds

en fonction du degré de liberté N/Z. Les différents signaux qui

ont été observés, et que l’on peut relier à la transition de phase

des noyaux chauds seront revisités et on étudiera en outre de nouveaux

signaux théoriquement prédits. Parmi ces signaux on note la

distillation neutronique : Le liquide (fragments) doit être plus symétrique

(minimisation de l’énergie de symétrie dans la phase dense)

tandis que la phase gazeuse doit être enrichie en neutrons ; en

outre, si les instabilités spinodales gouvernent la dynamique de la

transition, on s’attend à ce que la phase gazeuse soit plus enrichie

en neutrons par rapport à une transition de phase à l’équilibre.

Une réduction de la zone spinodale est prédite pour la matière

nucléaire très asymétrique.

La seconde partie est l’étude du terme potentiel de l’énergie de symétrie en fonction de la densité et de

la température et la variation, avec N/Z, du paramètre de densité de niveaux pour différentes zones en

masse des noyaux (noyaux intermédiaires, Z=46, noyaux légers, Z=12). La connaissance précise des

chaînes de désexcitation des noyaux (notamment l’émission de première chance), couplée aux propriétés

cinématiques de tous les produits de réaction permettra de placer des contraintes expérimentales sur les

valeurs de ces paramètres de l’équation d’état et d’étudier leurs implications sur l’évolution des astres compacts

vers les supernovae. Les dispositifs expérimentaux envisagés pour la réalisation de ces deux parties

du programme sont FAZIA, qui remplacera progressivement INDRA, et CHIMERA.

Les accélérateurs utilisés seront : SPIRAL2 pour les basses énergies,

GANIL, le cyclotron du LNS (FRIBS), SPES au LNL et éventuellement

RIKEN et MSU aux énergies intermédiaires.

Figure 7 : Le détecteur Indra en ligne avec le

spectromètre VAMOS au GANIL..

La troisième partie concerne les méthodes directes de mesure de temps

de réaction basées sur des processus atomiques telles que la méthode

par blocage cristallin ou la fluorescence X. Cette méthode extrêmement

originale étant maintenant validée nous allons au cours des prochaines

années l'exploiter principalement autour des deux axes : le premier

concerne l’étude du rôle joué par les densités de niveaux dans le comportement

thermodynamique de la matière nucléaire asymétrique, le

deuxième, explicité au paragraphe 2.5 page suivante, concerne l’étude

de la synthèse des éléments super lourds.

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