Structure des ions lourds et nucléosynthèse dans les étoiles massives : la réaction 12C + 12C

Heavy-ion structure and nucleosynthesis in massive stars : the 12C + 12C reaction

• Auteur / Autrice : Guillaume Fruet
• Direction : Sandrine Courtin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 21/09/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Nowacki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giovanna Montagnoli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Duprat, Olivier Sorlin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions d'ions lourds

Sections efficaces (physique nucléaire)

Évolution stellaire

Mots clés libres

Fusion 12C+ 12C

Section efficace

STELLA

LaBr3

Coïncidence

Cible tournante

Résonance

Structure nucléaire

Fenêtre de Gamow

Étoiles massives

Rapport d’embranchement

12C+ 12C fusion

Cross section

STELLA

LaBr3

Coincidence

Rotating target

Resonance

Nuclear structure

Gamow window

Massive stars

Branching ratio

Résumé

La réaction de fusion 12C+ 12C marque un tournant dans l’évolution des étoiles massives. La section efficace présente des résonances jusqu’aux énergies d’intérêt astrophysique, généralement associées à une structure moléculaire dans le 24Mg. Au cours de cette thèse, la section efficace de fusion 12C+ 12C a été mesurée depuis la barrière de Coulomb jusqu’aux énergies d’intérêt astrophysique. La mesure en coïncidence des particules chargées et des γ a été employée. Un dispositif expérimental, STELLA, a été développé et construit au cours de cette thèse. Il comprend une chambre à réaction, des détecteurs annulaires au silicium, un mécanisme de cibles tournantes, un système de pompage pour vide poussé, un système d’acquisition digital, et une structure pour supporter 36 détecteurs LaBr3. STELLA a été installée auprès de l’accélérateur Andromède (Orsay, France) et une série d’expériences fructueuses ont permis d’obtenir des résultats cohérents au cœur de la fenêtre de Gamow pour la phase de combustion du carbone dans les étoiles massives.

The 12C+ 12C fusion reaction plays a key role in the late evolution of massive stars. Its cross section exhibits strong resonances down to the astrophysical region of interest, often associated with a molecular configuration of the 24Mg nucleus. In this thesis, the 12C+ 12C fusion cross section has been measured from the Coulomb barrier down to the astrophysical region of interest. The charged particle-gamma coincidence technique has been used. A new experimental setup, STELLA, has been developed and built during this thesis. It is composed of a reaction chamber, a set of annular silicon strip detectors, a rotating target mechanism, an ultra high vacuum system, a digital time-stamped data acquistion system, and a structure that fits 36 LaBr3 detectors. STELLA has been installed at the Andromède facility (Orsay, France). Successfull experiments have been carried out to extract fusion cross sections down to the Gamow window for the carbon burning phase of massive stars.