Influence des corrélations entre les nucléons sur les réactions de cassure nucléaire : aspects théoriques et expérimentaux

Influence of neutron correlations on nuclear break-up reaction both from theoretical and experimental point of view

• Auteur / Autrice : Marlène Assié
• Direction : Jean-Antoine Scarpaci, Denis Lacroix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Corrélations angulaires (physique nucléaire)

Nucléons

Mots clés libres

Champ moyen

Cassure nucléaire

Résumé

La cassure nucléaire en tant qu'outil pour sonder les corrélations entre les nucléons du noyau a été étudiée d'un point de vue théorique et expérimental. Une théorie, appelée Time Dependant Density Matrix (TDDMP), basée sur une approche de champ moyen et prenant en compte les corrélations à deux corps a été développée. Elle permet de décrire l'évolution dynamique d'un noyau corrélé, notamment pour le mécanisme de cassure nucléaire. Cette étude montre que les distributions en angle relatif des nucléons émis sont très différentes pour des corrélations initiales différentes : deux nucléons dans une configuration spatiale proche donnent lieu à une émission de neutrons avec un petit angle relatif, alors qu'une configuration où les nucléons sont éloignés conduit à de grands angles relatifs. L’-He, noyau borroméen, présente de fortes corrélations entre les deux neutrons de son halo. Deux configurations dominantes sont prédites pour l'état fondamental de ce noyau : la configuration di-neutron et la configuration cigare. La cassure nucléaire de l' 6He sur cible de 208Pb a été réalisée au GANIL avec un faisceau SPIRAL : les noyaux d’ 4He issus de la cassure étaient détectés à l'aide d'un Silicium à pistes couplé à un Silicium-Lithium, et les neutrons à l'aide des détecteurs EDEN et du Neutron Wall afin d'avoir une large couverture angulaire. Les fonctions de corrélation extraites des données montrent la présence de fortes corrélations à petit angle relatif mais aussi à grand relatif, qui peuvent être attribuées respectivement à la configuration di-neutron et à la configuration cigare. L'état fondamental de l'^{6}He est donc une superposition de ces deux configurations.

Nuclear break-up has been studied both from an experimental and a theoretical point of view and has shown to be powerful tool to probe nucleon correlations in nuclei. A theory beyond mean-field , called TDDMP taking into account two-body correlations has been developed. The dynamical evolution of a correlated nuclei can be described and especially nuclear break-up. This study shows that the distributions of relative angle between the two neutrons strongly differ when varying initial correlations : two nucleons close together in the nuclei will lead to small relative angle after emission whereas two nucleons far from each other gives large relative angles. From an experimental point of view, correlations between the two neutrons in the halo of the borromean nucleus 6He have been investigated. Its ground state is predicted to have two dominant configurations : the di-neutron configuration where the two neutrons are very close to each other and the cigar configuration, where the two neutrons are on opposite side with respect to the core. Nuclear break-up of 6He on a lead target has been studied at GANIL with a SPIRAL beam. The 4He nuclei coming out of the break-up where detected by à stripped Silicon detector coupled to a Silicon-Lithium detector and the neutrons by EDEN and the Neutron Wall, in order to get a large angular coverage. Angular correlation functions extracted from data show both strong correlation at small relative angles and at large relative angle corresponding respectively to the contribution of the di-neutron configuration and of the cigar like configuration. So 6He ground state was experimentally shwon to be a superposition of these two configurations.