2 sujets /DPhN/LENA

Dernière mise à jour : 22-10-2021


• Physique nucléaire

 

DE NOUVELLES PISTES POUR L'ETUDE DES NOYAUX LOURDS

SL-DRF-22-0247

Domaine de recherche : Physique nucléaire
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire études du noyau atomique (LENA) (LENA)

Saclay

Contact :

barbara sulignano

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2022

Contact :

barbara sulignano
CEA - DRF/IRFU


Directeur de thèse :

barbara sulignano
CEA - DRF/IRFU


La chasse aux éléments super lourds est l'un des sujets les plus passionnants et les plus actifs de ces dernières années et a déjà produit de nouveaux éléments tels que 113, 115, 117 et 118 dans des expériences d'accélérateur. Tous ces noyaux peuvent être produits par des réactions de fusion-évaporation. Cependant, leurs études sont grandement entravées par les taux de production extrêmement faibles, d'où la difficulté a avoir des informations expérimentales dans cette région. Les faisceaux stables de haute intensité de l'accélérateur linéaire supraconducteur de l'installation SPIRAL2 au GANIL, couplés au spectromètre à super-séparateur (S3) et à un spectromètre à plan focal à haute performance (SIRIUS), ouvriront de nouveaux horizons pour la recherche dans les domaines de ces noyaux rares et des phénomènes de faible section à la limite de la stabilité nucléaire. L'étudiant participera activement aux tests de l'ensemble du détecteur SIRIUS au GANIL.

Les informations sur les éléments les plus lourds ont été obtenues jusqu'à présent par des réactions de fusion-évaporation. Il est cependant bien connu que les seuls noyaux que l'on peut atteindre par des réactions de fusion-évaporation sont déficients en neutrons et, de plus, en nombre très limité (en raison du nombre restreint de combinaisons faisceau-cible). Une alternative à la fusion-évaporation pourrait être une méthode révolutionnaire basée sur des collisions inélastiques en profondeur. L'étudiant prendra donc une part active a l'étude de la structure nucléaire des éléments lourds en utilisant la nouvelle méthode alternative des réactions de transfert multi-nucleons.

Première mesure de la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons

SL-DRF-22-0240

Domaine de recherche : Physique nucléaire
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire études du noyau atomique (LENA) (LENA)

Saclay

Contact :

Marine VANDEBROUCK

Diane DORÉ

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2022

Contact :

Marine VANDEBROUCK
CEA - DRF/IRFU


Directeur de thèse :

Diane DORÉ
CEA - DRF/IRFU

01.69.08.41.24

La résonance géante dipolaire, qui correspond à l’oscillation en opposition de phase des protons en neutrons, est un mode de vibration bien connu du noyau situé entre 12 et 24 MeV d’énergie d’excitation. Dans les noyaux riches en neutrons, une résonance dipolaire additionnelle a été observée proche du seuil d’émission neutron. Cette petite structure, en comparaison de la résonance géante dipolaire, est communément appelée résonance dipolaire pygmée (PDR) et est décrite comme l’oscillation d’une peau de neutrons contre un cœur symétrique en nombre de protons et de neutrons. La PDR a été le sujet de nombreuses études à la fois expérimentales et théoriques. En effet, l’étude de la PDR a suscité et suscite toujours beaucoup d’intérêt puisqu’elle permet de contraindre l’énergie de symétrie, un ingrédient important de l’équation d’état de la matière nucléaire qui décrit la matière au sein des étoiles à neutrons. De plus, la présence d’une résonance dipolaire proche du seuil d’émission neutron est prédite comme pouvant jouer un rôle clé dans le processus-r (processus qui pourrait expliquer la synthèse des noyaux lourds) via l’augmentation du taux de capture neutronique. Cependant, malgré de nombreux résultats expérimentaux, une description cohérente de la PDR n’a pas pu être extraite. Dans ce contexte, nous proposons d’aller étudier la PDR en utilisant une nouvelle méthode expérimentale : la diffusion inélastique de neutrons. Cette nouvelle sonde, élémentaire car composée d’un seul nucléon, non soumise à l’interaction coulombienne car neutre, est une approche originale qui apportera un regard neuf sur la nature de la PDR.



Le laboratoire LENA (Laboratoire d’Etude du Noyau Atomique), au sein du Département de Physique Nucléaire (DPhN) de l’IRFU, est fortement impliqué dans l’étude de la structure du noyau atomique. Les chercheurs du LENA travaillent, depuis longtemps, en étroite collaboration avec les équipes du GANIL (France), de GSI (Allemagne), de l’Université de Jyväskylä (Finlande)… où ils réalisent leurs expériences. Les faisceaux de haute intensité produits par GANIL-SPIRAL2, associés au système de production de faisceaux de neutrons NFS (Neutron For Science), permettent depuis 2021 de produire des faisceaux de neutrons aux énergies adaptées à la diffusion inélastique de neutrons avec des intensités sans précédent.



L’objectif de la thèse est d’étudier pour la première fois la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons. La thèse consistera en : i) la participation à l’expérience, ii) l’analyse des données, et iii) l’interprétation des résultats en collaboration avec les théoriciens.

 

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