Étude des réactions de stripping d'un nucléon induites par ions lourds aux énergies de quelques dizaines de MeV par nucléon

Study of one-nuclear stripping reactions induced by heavy ions at incident energies of several tens of MeV / nucleon

• Auteur / Autrice : Egle Tomasi-Gustafsson
• Direction : Michel Mermaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Henri Sergolle, Albert Demeyer, Marie-Claude Lemaire, Isabelle Linck, Michel Mermaz, Renato Angelo Ricci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sections efficaces (physique nucléaire)

Polarisation (physique nucléaire)

Ions lourds

Réactions nucléaires

Nucléons

Mots clés libres

Approches semi-classiques

Facteurs spectroscopiques

Analyse EFR-DWBA

Réaction nucléaire de transfert

Réaction de stripping

Réaction nucléaire induite par ions lourds

Spectres en énergie

Résumé

Nous avons étudié le peuplement des états discrets par réactions de stripping d'un nucléon sur une cible de ²⁰⁸Pb, induites par le faisceau de 480 MeV de ¹ ² C fourni par le laboratoire national GANIL à Caen. Nous avons mesuré les spectres en énergie des éjectiles avec une résolution en énergie de 200 keV de largeur à mi-hauteur à l'aide du spectromètre magnétique à perte d'énergie SPEG. Nous avons analysé les niveaux discrets, présents jusqu'à 6 MeV d'énergie d'excitation et de larges structures présentes à 9-10 MeV. La comparaison avec des résultats obtenus avec un faisceau de 160 à 793 MeV où 1e nucléon transféré se trouve dans une configuration initiale différente que dans le cas du ¹ ² C, a montré que le peuplement des états discrets aux énergies incidentes de quelques dizaines de MeV par nucléon est gouverné par deux règles de sélection : 1) Les niveaux les plus peuplés correspondent à des états de grand moment angulaire car les moments angulaires pour les ondes rasantes d'entrée et de sortie diffèrent de plusieurs unités. 2) Les niveaux les plus peuplés correspondent aux transitions qui se font sans retournement du spin : le nucléon transféré tourne dans le même sens autour des cœurs des noyaux avant et après le transfert. Ce comportement est opposé à ce qui se passe à basse énergie. Ces règles sont bien comprises dans le cadre du modèle semi-classique de D. M. Brink (1972) et implicitement contenues dans les calculs suivant l'approximation de Born en ondes distordues en portée finie (EFR-DWBA). L'analyse EFR-DWBA reproduit très bien les sections efficaces différentielles aussi bien en forme qu'en valeur absolue pour le système ¹ ² C + ²⁰⁸Pb à 480 MeV. Cela nous a permis d'extraire les facteurs spectroscopiques qui sont en bon accord avec ceux qui sont connus théoriquement ou extraits expérimentalement à plus basse énergie ou encore avec des projectiles plus légers. Nous avons étudié en détail l'influence des différents paramètres qui rentrent dans le calcul des sections efficaces. Les noyaux éjectiles ayant un spin, nous avons aussi fait des calculs en introduisant un terme de spin-orbite dans le potentiel optique de la voie de sortie. Nous avons de plus observé les composants de la fragmentation d'états de particule indépendante de haut spin à haute énergie d'excitation qui sont favorisés par les deux règles de sélection. Les facteurs spectroscopiques correspondants sont en accord avec des expériences de stripping d'un nucléon.

We have studied at the GANIL facility (Caen) the one-nucleon stripping reactions (¹ ² C,¹ ¹ C) and (¹ ² C,¹ ¹ B) on a ²⁰⁸Pb target at an incident energy of 480MeV. We have analysed the energy spectra up to 15 MeV excitation energy. The energy resolution obtained with the energy loss magnetic spectrometer SPEG was 200 keV FWHM. The comparison with similar reactions induced by 160 on ²⁰⁸Pb at 793 MeV gives experimental evidence of the population of the excited discrete levels in terms of two selection rules : 1) High spin states are selected ; 2) the most populated states correspond to no spin-flip transitions. These rules are well understood in the semi-classical model of D. M. Brink, and are contained in the Exact Finite Range-Distorted Wave Born Approximation (EFR-DWBA) formalism. The angular distributions of the observed states were measured between 2° and 9° in the laboratory system. The EFR-DWBA calculations reproduce fairly well their shape, allowing us to extract spectroscopic factors in agreement with those previously known. EFR-DWBA calculations for ¹ ² C induced reactions reproduce also the absolute values of the cross sections for all the analysed states, while for the reaction induced by l6O the theory overestimates the experimental values by a factor of five to ten. A detailed study of the influence of the various parameters was carried out: the optical model parameters extracted from elastic scattering, which was also measured, and the form factor parameters, which were taken from previous studies at lower incident energy for the same system. The EFR-DWBA absolute cross sections are found to be very sensitive to the optical potential reduced radius, which, on the other hand, doesn't affect much the shape of the transfer reaction angular distributions. Moreover, between 4 and 10 MeV excitation energy, broad peaks and large structures have been observed, which are attributed to the excitation of high spin states which are fragmented into many components. We have looked at the effect of a spin-orbit term in heavy ion reactions at high energy. Polarization measurements are necessary to determine without ambiguities if this term does or does not play an important role, as we might expect from the fact that the angular momenta involved in the reactions investigated here are very large.