Noyaux déformés

Le groupe étudie le noyau atomique dans des conditions extrêmes de déformation, en spin,  isospin ou de masse. Sous de telles conditions, les données de structure nucléaire  permettent de tester avec précision la validité des modèles nucléaires actuels.    

Par exemple, la forme du noyau peut varier rapidement en ajoutant ou retirant un nucléon ou en augmentant le spin du noyau. Les noyaux peuvent aussi présenter différentes déformations à des énergies d'excitations très similaires (coexistence de forme). Une attention particulière est donnée à la recherche de nouvelles formes exotiques dans des noyaux situés loin de la vallée de stabilité ainsi qu'à la compréhension de la structure nucléaire des éléments les plus lourds.

 

Le détecteur gamma Exogam installé devant le spectromètre Vamos au Ganil (Caen)

La structure en couche joue également un rôle important dans la déformation des noyaux à couche ouverte. En partculier, comprendre l’évolution des formes du noyau et l’apparition de coexistence de formes est un objectif important. Les outils expérimentaux sont de grands détecteurs gamma, tels qu’EXOGAM ou le plus récent AGATA, souvent couplés avec des détecteurs de particules.  Les méthodes de base sont l’excitation coulombienne et la mesure des temps de vie des niveaux excités, de l’ordre de la picoseconde, avec un « plunger ». On en tire les observables liées à la déformation comme les moments quadripolaires statiques et dynamiques.  Récemment nous avons réalisé une expérience sur les isotopes de zinc riches en neutrons (N ~40) proches du troisième « îlot d’inversion » Nous avons également débuté la soudaine apparition de fortes déformations dans la région N=60/Z=40. Les premières expériences utilisant le démonstrateur AGATA à Legnaro ont montré une très faible collectivité des états 4+, un phénomène presque unique qui reste à comprendre au regard des comportements vibrationnels et rotationnels plus classiques.

D’autres expériences sont réalisées au Ganil. Elles emploient le spectromètre Vamos pour identifier les fragments issus de la fission d’un faisceau d’uranium. Utilisé avec un plunger, le spectromètre Exogam a pu détecter les rayons gamma de plusieurs dizaines de noyaux en une seule prise de données et ainsi mesurer le temps de vie de leurs niveaux excités. Nous avons également utilisé Exogam lors d’une expérience auprès du réacteur de l’Institut Lau Langevin à Grenoble. En combinaison avec des détecteurs gamma rapide LaBr3, des temps de vie plus longs peuvent également être mesurés. Ces expériences ont permis de montrer des aspects intéressants de l’évolution de la structure des noyaux, qui doivent encore être étudiées et comprises. Elles ont montré que des calculs plus poussés étaient nécessaires, incluant les configurations de mélange de tous les degrés de liberté (par exemple la tri-axialité). De nouvelles expériences complémentaires, utilisant la méthode d’excitation coulombienne, sont prévues pour réalisés l’étude du 100Zr au laboratoire national d’Argonne (Etats-Unis) ou à plus long terme les noyaux de zinc riches en neutrons auprès des accélérateurs HIE-Isolde (CERN) ou Spiral2 (Ganil, Caen).

 

Le démonstrateur du détecteur gamma AGATA installé à l'INFN-Legnaro (Italie)

 

Projet de spectromètre Gamma impliquant l'IRFU : 

 

AGATA- Advanced GAmma-ray Tracking Array

lien http://www.agata.org/

 

 

Fiche-projet IRFU sur AGATA

lien http://irfu.cea.fr/Sphn/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_technique.php?id_ast=790

 

Page AGATA sur le site SPhN. 

 

lien  http://irfu.cea.fr/Sphn/Deformes/

 

Maj : 05/12/2013 (483)

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