Mesure dans le 19Ne des résonances d’intérêt pour l’étude des novæ par une nouvelle méthode de diffusion inélastique

Measurement of resonances of interest in 19NE for novae study via a new method of inelactic scattering

• Auteur / Autrice : Florent Boulay
• Direction : Gilles De France
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Constituants élémentaires et physique théorique
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grand accélérateur national d'ions lourds (Caen)
• Jury : Président / Présidente : Francesca Gulminelli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles De France, Francesca Gulminelli, Alain Coc, Valérie Lapoux, Beyhan Bastin, François De Oliveira Santos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Coc, Valérie Lapoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chambres à fils

Fluor

Distribution angulaire (physique)

Novae

Diffusion inélastique

Spectroscopie

Résumé

Une des clefs de la compréhension des novae, (explosions thermonucléaires intervenant dans les systèmes binaires d’étoiles) est l’observation des rayonnements gamma émis après l’explosion. Selon les modèles, la raie γ à 511 keV, produite par l’annihilation des positrons et des électrons, serait la plus intense plusieurs heures après l’explosion. Un des émetteurs principaux de positrons serait l’isotope radioactif β+ de 18F. L’amélioration du pouvoir prédictif des modèles passe par une meilleure connaissance de la quantité de 18F produite dans la nova. Or, le taux de destruction du 18F par la réaction 18F(p,α)15O est entaché d’incertitudes. Il est possible de contraindre ce dernier via l’étude des propriétés spectroscopiques (énergie, largeurs, spin) des états du noyau composé : le 19Ne. Dans ce contexte une expérience basée sur une nouvelle méthode de diffusion inélastique (19Ne(p,p’)19Ne*) a été entreprise à GANIL auprès du spectromètre VAMOS. Un travail de reconfiguration a du être réalisé pour assurer une détection inédite des protons (p’) issus de la diffusion inélastique avec ce spectromètre. Une très bonne résolution en énergie d’excitation pour une expérience en cinématique inverse (jusqu’à σ=33 keV) est atteinte. La mesure des distributions angulaires des particules de décroissance devait fournir d’une manière indépendante des modèles le spin des états. Une contamination non attendue empêche cette mesure. De nouvelles informations spectroscopiques ont été collectées et tendent à améliorer les incertitudes associées au taux de la réaction 18F(p,α)15O. Les données sont compatibles avec la présence d’un nouvel état large en dessous du seuil d’émission proton (6. 41 MeV). Cet état semble avoir une largeur suffisante (230 keV) pour contribuer significativement au taux de réaction de destruction du 18F, amoindrissant les perspectives de détection par les satellites.

Nova is a thermonuclear runaway occurring in binary system of stars. The observation of the gamma rays emitted after a nova is a way to better understand this phenomenon. According to the models, the γ line at 511 keV, produced in the annihilation between positrons and electrons, would be the most intense line several hours after the explosion. One of the main positron emitters would be the 18F radioactive isotope. In order to improve the predictive power of the models, it is crucial to better determine the amount of 18F produced in the nova. Yet, the 18F destruction rate 18F(p,α)15O is given with large uncertainties. Measuring the spectroscopic properties (energy, width, spin) of states in the compound nucleus 19Ne should allow us to constrain the reaction rate. In this context, an experiment based on a new inelastic scattering method (19Ne(p,p’)19Ne*) was performed at GANIL with the VAMOS spectrometer. The detection system has been adapted to detect for the first time high energy protons (p’). A good energy resolution in inverse kinematic has been reached (σ=33 keV). The angular distribution measurement of decaying particles should provide the spin assignment of the states in a model independent way. Unfortunately, an unforeseen contamination has prevented us to complete this measurement. New spectroscopic information have been extracted and contributed to reduce the uncertainty of the 18F(p,α)15O reaction rate in a significant way. The data are compatible with a new broad state below the proton threshold (6. 41 MeV). This state seems to be sufficiently broad to contribute to the destruction reaction rate of 18F and reduces the chances for satellite detection.