Structure nucléaire au seuil d'émission d'un neutron et en dessous explorée par la décroissance béta de ⁸²,⁸³Ga et ⁸⁶As
Auteur / Autrice : | Lama Al Ayoubi |
Direction : | Iolanda Matea, Anu Kankainen, Ari Jokinen |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique nucléaire |
Date : | Soutenance le 25/04/2023 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay en cotutelle avec Jyväskylän yliopisto |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de physique des deux infinis Irène Joliot-Curie (2020-....) - Accelerator laboratory (Jyväskylä, Finlande) |
référent : Faculté des sciences d'Orsay | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : María José García Borge |
Examinateurs / Examinatrices : Muhsin Harakeh, Robert Page, David Verney | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Muhsin Harakeh, Robert Page |
Mots clés
Résumé
Le travail présenté dans cette thèse est axé sur l'étude de la décroissance β des noyaux riches en neutrons autour de la fermeture de couches N=50, en s’interessant particulièrement à la population des états de haute énergie, autour du seuil d'émission des neutrons. Quelle est la structure de ces états, s'agit-il d'états dipolaires pygmées (PDR), comment la décroissance bêta est-elle liée aux états PDR sont quelques-unes des questions qui ont motivé cette étude. Les recherches ont été menées au moyen de deux expériences complémentaires. La première a été réalisée auprès d'ALTO (Accélérateur Linéaire et Tandem d'Orsay) et a été dédiée à l’étude de la spectroscopie γ-retardée de ⁸²,⁸³Ge en utilisant les scintillateurs PARIS (Photon Array for studies with Radioactive Ion and Stable beams) et les détecteurs HPGe. La seconde expérience, visant à étudier la spectroscopie γ retardée de ⁸⁶Se, a été réalisée dans l'installation IGISOL (Ion Guide Isotope Separator On-Line) du JYFL Accelerator Laboratory de l'Université de Jyväskylä. Pour cette dernière expérience, le piège de Penning JYFLTRAP a été utilisé pour fournir des échantillons purs de ⁸⁶As et la spectroscopie gamma retardée β a été réalisée avec des détecteurs HPGe. Une analyse détaillée des deux expériences est présentée dans ce manuscrit. Les schémas de niveaux des noyaux fils de la décroissance β, ⁸²Ge (N=50), ⁸³Ge (N=51), et ⁸⁶Se (N=52), ont été mis à jour, et plus de 80 nouvelles transitions γ ont été observées. Des transitions gamma d'une énergie supérieure au seuil de séparation d'un neutron ont été détectées pour la première fois dans ⁸²Ge. De plus, de nouvelles transitions gamma suivant l'émission bêta retardée des neutrons ont été observées à la fois dans le ⁸¹Ge et le ⁸⁵Se. Les demi-vies du ⁸²,⁸³Ga et du ⁸⁶As ont été mesurées ainsi que les probabilités d'émission de neutrons, Pn, du ⁸³Ga et du ⁸⁶As. Les états de haute énergie peuplés dans la décroissance β de ⁸²Ga se trouvent dans une région où l'on s'attend à ce que la PDR apparaisse. Les calculs QRPA et pnQRPA ont été effectués pour les distributions B(E1) et B(GT) pour ⁸²Ge. Les distributions calculées de la force de B(E1) montrent une force dipolaire basse compatible avec le PDR. La composition des états PDR calculés est accessible en termes d'excitations quasi-particulaires (qp) et aux densités de transition des neutrons et des protons. En comparant les spectres B(E1) et B(GT) expérimentaux et calculés et en gardant à l'esprit que la décroissance β ne peut se connecter aux états finaux qu'à travers des règles de sélection particulières, on discute la structure des états situés à haute énergie autour du seuil de séparation des neutrons peuplées par la décroissance bêta et qui se connectent directement à l'état fondamental ou à l'état 2⁺ dans ⁸²Ge, ainsi que de l’éventuel caractère dipolaire des transitions.