Les résonances géantes sont des modes de vibration collective du noyau qui dominent le spectre en énergie d’excitation à haute énergie, en particulier la résonante géante dipolaire (GDR). Des états de plus basse énergie, proches du seuil d’émission neutron, ont toutefois été observés dans la réponse dipolaire électrique des noyaux riches en neutrons. Rassemblés sous le terme de résonances pygmées, ces états sont parfois décrits comme l’oscillation des neutrons en excès, formant une peau de neutrons, contre un cœur symétrique en protons et neutrons. Si différents modèles théoriques permettent de prédire l’existence de ces états, il n’y a à ce jour pas de consensus concernant la collectivité de l’excitation ou encore son caractère isoscalaire ou isovectoriel. L’étude de ce mode d’excitation exotique présente donc un intérêt particulier pour la compréhension de la structure nucléaire et pour confronter les modèles. De nombreuses études expérimentales ont été menées pour étudier la résonance pygmée par des réactions de diffusion inélastique (γ,γ’), (e,e’), (p,p’), (α,α’), (17O,17O’). Ces études permettent d’obtenir des informations complémentaires sur la nature de cette résonance, chaque sonde ayant sa propre sensibilité à l’excitation. Cette thèse propose, pour la première fois, une étude de la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons (n,n’) avec la mesure des rayonnements gamma provenant de la désexcitation des états peuplés. L’expérience a été réalisée au Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL), auprès de l’installation Neutrons For Science (NFS) de SPIRAL2. Un faisceau de neutrons quasi-monoénergétique de 30,8 MeV a été envoyé sur une cible naturelle de cérium afin d’étudier la résonance pygmée dans le 140Ce, noyau dont la résonance pygmée a déjà été étudiée avec de nombreuses sondes. Les neutrons diffusés ainsi que les rayonnements γ émis ont été détectés grâce à, respectivement, l’ensemble MONSTER et l’ensemble PARIS. A partir des mesures dans ces deux détecteurs, les sections efficaces expérimentales et les distributions angulaires ont été extraites et comparées aux prédictions théoriques issues de calculs DWBA et utilisant des densités de transition QRPA. La résonance pygmée peuplée par la sonde neutron a ainsi pu être étudiée par deux mesures distinctes.
LENA laboratory – Structure of the Atomic Nuclei
Laboratoire d’Etudes du Noyau Atomique (LENA)
DPhN, LENA