Réactions de transfert induites avec 56Ni : l'appariement neutron-proton et le fermeture de couche N=28

Transfer Reactions Induced with 56Ni : Pairing and N=28 Shell Closure

• Auteur / Autrice : Anastasia Georgiadou
• Direction : Marlène Assié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure et réactions nucléaires
• Date : Soutenance le 27/09/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique nucléaire (Orsay, Essonne ; 1956-2019) - Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (Orsay, Essonne ; 1998-2019)
• Partenaire(s) de recherche : : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Jacquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marlène Assié, Dominique Jacquet, Julien Gibelin, Thorsten Kröll, Giacomo De Angelis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Gibelin, Thorsten Kröll

Mots clés

Mots clés contrôlés

Corrélations d'appariement (physique nucléaire)

Réactions nucléaires

Structure nucléaire

Mots clés libres

Structure nucléaire

Réaction de transfert

Appariement

Nuclear structure

Transfer reaction

Pairing

Résumé

La structure du noyau N = Z doublement magique 56Ni (N = 28, Z = 28) a été étudiée en mesurant les réactions de transfert á un et deux nucléons. Le transfert nous donne des informations sur deux aspects physiques différents: la fermeture de couche N=28 et l’intensité de l’appariement neutron-proton. Le nombre magique N=28 est particulier, car c’est le premier créé par le spin-orbit. La double magicité permet la détermination de la nature de particule indépendante des voisins N±1 par réaction de transfert d’un nucléon. De plus, en tant que noyau N=Z a couches fermeés, le 56Ni est un noyau clé pour l’étude de l’apparement np dans la plus grande couche accessible expérimentalement. L’apparement np se manifeste dans le canal isoscalaire (T=0) et isovecteur (T=1). L’intensité relative de chaque canal révèle la nature collective des états. L’expérience de ce travail a eu lieu au GANIL-Caen, en France, avec un faisceau radioactif de 56Ni á 30MeV / u produit par frag- mentation de 58Ni et purification avec le spectromètreLISE. Les mesures ont été effectuées en cinématique inverse sur des cibles CH2 et CD2. Les détecteurs MUST2 et TIARA ont été utilisés pour la détection de éjectiles légers et couvraient presque 4π. En outre, quatre détecteurs germanium d’EXOGAM ont été utilisés pour les coïncidences de particules-gamma afin d’identifier l’état peuplé du résidu de réaction. Pour étudier le gap de N=28, nous étudions la spectroscopie du 55Ni par les réactions de transfert de nucléons (d, t) et (p, d) sur le 56Ni. Le spectre en énergie d’excitation est déduit de la mesure des éjectiles légers seulement. Ensuite,les coincidences particule-gamma sont utilisées pour améliorer la résolution et identifier les principaux états peuplés. La comparaison des distributions angulaires ainsi obtenues avec des calculs DWBA permet d’extraire les facteurs spectroscopiques pour les états de particules et de trous ainsi peuplés. En ce qui concerne l’appariement np, nous avons analysé la réaction 56Ni(d,α)54Co qui réalise un transfert de paires neutron-proton. Un affaiblissement du canal T=0 á cause de l’effet du spin-orbite est attendu. La sélectivité en ∆T=0 de la réaction (d, α) permet d’étudier plus en détail le canal isoscalaire T = 0.

The structure of the unstable doubly ma- gic nucleus 56Ni has been investigated by measuring one- and two-nucleon transfer reactions. Each trans- fer reaction provides information for two different physical aspects: the robustness of the N=28 shell gap and the strength of the neutron-proton pairing. 56Ni is a self-conjugate doubly magic nucleus with N=28 and Z=28. The magic number 28 is a peculiar shell closure created by spin-orbit splitting effects. The double magicity makes the determination of the single-particle nature of their N±1 neighbors by one-neutron transfer reaction of major interest to test both the robustness of shell closures as well as the evolution of particle and/or valence orbitals. Moreover 56Ni, as a N=Z nucleus with fully closed shells, is a key nucleus to investigate neutron-proton pairing in the largest shell accessible experimentally, the fp shell. Neutron-proton pairing can occur both in the isoscalar (T=0) and in the isovector (T=1) channels. The relative intensity of both channels reveals the collective nature of the states. The radioactive beam of 56Ni was produced at GANIL-Caen, France at 30 MeV/u by fragmentation of 58Ni and purification with the LISE spectrometer. The experimental set-up used, consists of the TIARA- MUST2-EXOGAM combination which provides an al- most 4π coverage and the ability to perform particle- γ coincidences. To probe the N=28 gap, we studied the spectroscopy of 55Ni through one-nucleon trans- fer reactions on 56Ni. The excitation energy spectrum is deduced by measuring the light ejectiles only, while particle-γ coincidences are used to improve the re- solution of the populated states and select the main ones. Comparison in between the extracted angular distributions and DWBA calculations allow the extraction of the spectroscopic strength of the hole- and particle- states populated by these one neutron pick- up reactions. As for neutron-proton pairing, a weakening of the strength is expected in the T=0 channel from previous results. The selectivity in ∆T=0 of the 56Ni(d,α)54Co reaction enables further investigation of the isoscalar channel contribution.