Transition de forme à haut spin dans le noyau octupolaire de thorium 223 et autres aspects méthodologiques de la spectroscopie gamma moderne

High spin shape transition in the octupole deformed 223Th nucleus ( and methodological aspects of modern gamma spectroscopy)

• Auteur / Autrice : Guillaume Maquart
• Direction : Daniel Guinet, Camille Ducoin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Soutenance le 17/07/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (Lyon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Mickael Bender
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Astier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Courtin, Amel Korichi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spin

Physique nucléaire

Thorium

Mots clés libres

Piriforme

Physique nucleaire

Thorium

Nuclear physics

Octupole

Thorium

Deformation

Résumé

La première partie se concentre sur les aspects expérimentaux et nous a permis, dans un premier temps, d'introduire les trois dispositifs de détection ? d'intérêt pour ma thèse. Dans un second temps, plutôt que détailler les procédures traditionnelles d'analyse de données, nous avons choisit d'introduire un nouveau formalisme pour le calcul des intensités relatives dans un spectre. Ce formalisme remet en question la méthode traditionnellement utilisée. Dans l'optique de toujours gagner du temps, et afin d'aller plus loin dans les méthodes d'analyse, un travail collaboratif a été mis en place pour développer le logiciel Cubix. Ce travail collaboratif qui a été mené sur ce logiciel à permis d'aboutir à une version ergonomique, complète et incluant des fonctionnalités inédites. Une des perspectives de ce travailserait d'implémenter le formalisme sur les intensités dans Cubix.La seconde partie, quant à elle, se concentre sur l'interprétation des données obtenues à partir des expérience JUROGAM II et EUROBALL IV. L'analyse simultanée de ces deux expériences a permis d'obtenir des résultats expérimentaux solides et convaincants. L'analyse des états de haut spin dans le noyau de 223 T h ont dévoilé, pour la première fois dans les isotopes de Thorium,une brusque augmentation de son moment d'inertie. Ce phénomène a été interprété comme les premières indications d'un changement de forme de type quadripolaire-octupolaire (ballon de rugby-poire), à haut spin. Sur cette même thématique, certaines perspectives ont été évoquées :(i) Collaboration avec le groupe théorie de l'IPNL pour effectuer une interprétation plus précise du phénomène observé ;(ii) Proposition d'expérience visant à déterminer les premiers indices de déformation octupolaire dans les isotopes de Thorium pauvres en neutrons ;(iii) Caractérisation de la bande quadrupoalaire à quatre quasi-particules alignées dans les isotopes de 222,223,224 Th. Cela représente un challenge expérimental énorme, demandant l'utilisation de détecteurs à très haute efficacité.Enfin, la dernière partie aborde les résultats issus de l'expérience AGATA+VAMOS au GANIL. Un nouveau schéma de niveaux pour le noyau exotique 81Ga a été proposé. Le dernier état d'excitation observé à 2759keV (spin I = 13/2 - ) a été discuté comme étant un indice d'une fermeture de couche N = 50 importante. Des extrapolations concernant le caractère doublement magique du noyau 78Ni peuvent être envisagées en tant que perspectives de ce travail

The first part focuses on the experimental aspects and allowed us, initially, to introduce the three ? detectors of interest for my thesis. In a second step, rather than detailing traditional data analysis procedures, we have chosen to introduce a new formalism for the calculation of relative intensities in a spectrum. This formalism calls into question the method traditionally used. In order to always save time, and in order to go further in the analysis methods, a collaborative work was put in place to develop the Cubix software. This collaborative work on this software has resulted in an ergonomic version, complete and including new features. One of the perspectives of this work would be to implement the formalism on the intensities in Cubix.The second part focuses on the interpretation of the data obtained from the JUROGAM II and EUROBALL IV experiments. The simultaneous analysis of these two experiments yielded solid and convincing experimental results. The analysis of theHigh spin in the nucleus of 223Th has shown for the first time in the isotopes of Thorium, a sudden increase in its moment of inertia. This phenomenon has been interpreted as the first indications of a quadrupole to octupole-quadrupole (rugby ball-pear), high-spin type change. On the same theme, some perspectives were raised:(I) Collaboration with the IPNL theory group to perform a more accurate interpretation of the observed phenomenon;(Ii) Experimental proposal to determine the onset of octupole deformation in Neutron-poor Thorium isotopes;(Iii) Characterization of the quadrupole band with four quasiparticles aligned in the isotopes of 222,223,224Th. This represents a huge experimental challenge, requiring the use of very high-efficiency detectors.Finally, the last part deals with the results of the AGATA + VAMOS experiment at GANIL. A new level scheme for the exotic nucleus 81Ga has been proposed. The last excitation state observed at 2759 keV (spin I = 13/2 -) was discussed as an indication of a large N = 50 shell closure. Extrapolations concerning the doubly magic character of the 78Ni nucleus can be considered as perspectives of this work