Etude expérimentale de la diffusion d'isospin dans les réactions 58,64Ni+58,64Ni à 32 et 52 MeV/nucléon mesurées avec INDRA-FAZIA

Experimental study of isospin diffusion in the reactions 58,64Νi+58,64Νi à 32 et 52 ΜeV/nucleοn measured with INDRA-FAZIA

• Auteur / Autrice : Julien Lemarie
• Direction : Abdelouahad Chbihi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grand accélérateur national d'ions lourds (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Fanny Farget
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Hudan, Jose Benlliure, John Frankland, Diane Doré
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Hudan, Jose Benlliure

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport

Migration

Spin isobarique

Collisions (physique nucléaire)

Interactions d'ions lourds

Mots clés libres

Dynamique nucléaire

Multi-détecteurs

Paramètre d'impact

Diffusion d'isospin

Nuclear dynamics

Multidetectors

Impact parameter

Isospin diffusion

Résumé

Les collisions d’ions lourds sont une opportunité unique de soumettre des systèmes nucléaires à des conditions de pression, de densité et d’asymétrie de charge extrêmes. Ces conditions dynamiques et thermodynamiques se rapprochent de celles de la matière nucléaire au sein d’objets astrophysiques tel que les explosions de supernovae, la formation et la structure des étoiles à neutrons, ou encore la fusion d’étoiles compactes. L’équation d’état de la matière nucléaire est le principal outil permettant de décrire ces phénomènes et elle permet aussi de décrire les propriétés dynamique et la structure des noyaux atomiques. Néanmoins la partie de l’équation d’état décrivant les asymétrie entre le nombre de protons et le nombre de neutrons présent dans la matière nucléaire manque aujourd’hui de contraintes, notamment due à des lacunes sur les capacités d’identification isotopique des fragments produits dans les collisions d’ions lourds.Le multi-détecteur FAZIA est un instrument qui a été construit avec la vocation d’améliorer les capacités d’identification de la charge et de la masse des fragments produits dans des collisions d’ions lourds. Étant un compromis entre l’excellente identification isotopique d’un spectromètre de masse et la couverture angulaire d’un multi-détecteur 4pi, son couplage avec le multi-détecteur INDRA présent au GANIL offre une chance unique de détecter un maximum de produit de réaction et de connaître leurs propriétés.L’expérience E789 où INDRA et FAZIA ont été couplés pour la première fois, s’est déroulée au GANIL et à pour objectif d’étudier les propriétés de transferts de nucléons entre cible et projectile d’une collision, afin de contraindre le terme de l’énergie de symétrie de l’équation d’état. Dans cette thèse, nous présentons à partir des données expérimentales l’extraction d’observables inédites permettant d’aborder la comparaison des données expérimentales et les predictions des modèles de transport sous un nouvel angle.

Heavy-ion collisions are a unique opportunity to subject nuclear systems to extreme conditions of pressure, density and charge asymmetry. These dynamic and thermodynamic conditions approach those of nuclear matter found in astrophysical objects such as supernovae explosions, the formation and structure of neutron stars, or the fusion of compact stars. The nuclear matter equation of state is the main tool for the description of such phenomena and it can also describe the dynamical properties and structure of atomic nuclei. Nevertheless the part of the equation of state describing the asymmetry between the number of protons and neutrons in nuclear matter is currently lacking constraints, notably due to insufficiencies in the capacity for isotopic identification of fragments produced in heavy-ion collisions.The FAZIA multidetector is an instrument built with the aim of improving the capacity for charge and mass identification of the fragments produced in heavy-ion collisions. Combining the excellent isotopic identification of a mass spectrometer with the angular coverage of a 4pi multidetector, its coupling with the INDRA multidetector at GANIL provides a unique opportunity to detect as many reaction products as possible and measure their properties.The E789 experiment where INDRA and FAZIA were coupled for the first time was performed at GANIL with the aim of studying the transfer of nucleons between the target and the projectile of the collisions, in order to constrain the symmetry energy term of the equation of state. In this thesis, we present the extraction of new original observables from the experimental data allowing to approach the comparison of data with transport model predictions from a new angle.