Matière nucléaire et noyaux atomiques en approches de Hartree et Hartree-Fock relativistes

Relativistic Hartree-Fock approach with density-dependent meson-nucleon couplings

• Auteur / Autrice : Wenhui Long
• Direction : Van Giai Nguyen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Champ moyen

Structure nucléaire

Résumé

Le travail de cette thèse porte sur la détermination de nouvelles interactions effectives capables de donner une description microscopique et quantitative des noyaux stables et instables, dans une approche relativiste. Dans une première partie, on se place dans le cadre du champ moyen relativiste (RMF). Trois nouvelles interactions sont proposées, l’une, PKDD, avec couplages méson-nucléon dépendants de la densité et deux, PK1 et PK1R, avec des couplages mésoniques non-linéaires et ce même pour les mésons rho dans le cas de PK1R. Les résultats obtenus dans la matière nucléaire sont comparables avec ceux d’interactions existantes telles que TM1 ou NL3, mais avec une densité de saturation baryonique plus raisonnable. Il s’ensuit une meilleure description des rayons de charge. Les résultats pour les énergies de séparation à deux neutrons et l’épaisseur de la peau de neutrons dans des chaînes d’isotopes permettent des extrapolations raisonnables pour comprendre la structure des noyaux à halos. La deuxième partie de ce travail se fait dans le cadre de l’approche Hartree-Fock relativiste avec des constantes de couplage méson-nucléon dépendant de la densité(DDRHF). Trois nouvelles interactions sont présentées dans ce travail, RHF1, RHF2 et RHF3. Il est intéressant de voir que l’on retrouve, outre un comportement comparable à celui de RMF dans la matière nucléaire, le bon comportement concernant les masses effectives des neutrons et des protons dans la matière nucléaire asymétrique, ce qui n’était pas le cas avec la théorie RMF. La description des noyaux finis est très bonne, avec une nette amélioration des dépendances en isospin des masses des noyaux.

The work of this thesis deals with the determination of new effective interactions aiming at a microscopic, quantitative description of stable and unstable nuclei, within a relativistic framework. In the first part, one adopts the relativistic mean field (RMF) approach. Three new interactions are proposed, PKDD with density-dependent meson-nucleon couplings, PK1 and PK1R with non-linear mesonic self-energies. The predicted results in nuclear matter are comparable with those obtained with existing effective interactions like TM1 or NL3. However, the baryonic saturation density has more reasonable values, and hence the calculated charge radii are better described. Results for two-neutron separation energies and neutron skin thickness in isotopic chains allow for reasonable extrapolations towards halo nuclei. In the second part of this work, one examines the relativistic Hartree-Fock approach with density-dependant meson-nucleon coupling constants (DDRHF). Three new interactions are proposed, RHF1, RHF2 and RHF3. The general results in nuclear matter are similar to those of the RMF approach, but it is interesting to see that the predicted neutron and proton effective masses in asymmetric nuclear matter have now the correct behaviour while this was not the case with the RMF approach. The description of finite nuclei is quite good, with a clear improvement over RMF in the isospin dependence of nuclear masses.