Description ab initio des décroissances nucléaires et du break-up lors des réactions dans les noyaux légers

Description ab initio of nuclear decay and break-up during reactions in light nuclei

• Auteur / Autrice : Osama Yaghi
• Direction : Marcella Grasso
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• 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
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Théorie

Réactions nucléaires

Méthodes ab initio

Ab initio method

Nuclear collisions

Nuclear theory

Résumé

La radioactivité, bien que découverte en 1896 par Becquerel lors de travaux sur la phosphorescence, demeure un des mécanismes parmi les plus fondamentaux pour notre compréhension de l'Univers tout en étant parmi les moins bien modélisé théoriquement. A titre d'exemple, la décroissance nucléaire est un phénomène essentielle dans la nucléosynthèse des éléments tout comme pour la caractérisation des neutrinos. Dans le long terme, le but de cette thèse sera de développer les outils nécessaires pour étudier la radioactivité de particule chargées. Au cours de la thèse, nous nous intéresserons à l'émission de particule chargé retardé par décroissance beta. Notre principal champs d'investigation sera de modéliser le continuum à trois- puis quatre-corps. Nous développerons les outils « ab initio » nécessaires, c'est-à-dire en partant d'interactions les plus fondamentales possibles tout en traitant tous les nucléons du système. Un résultat significatif de ce travail consistera en l'étude de noyaux à halo par leur décroissance beta, plus spécifiquement l'émission de deutérium retardé par décroissance beta de l'6He, l'archétype de noyaux à halo. Ce mécanisme connu pour être très sensible à la queue de la fonction d'onde à l'instar des transitions E1 permet de caractériser la forme du noyau. Nous chercherons l'impact qu'on les différentes forces nucléaires sur cette observable et plus particulièrement leur partie trois-corps. Nous validerons les développements de notre méthode pour traiter les problèmes à trois- et quatre corps dans le continuum en étudiant le break-up de particules chargées dans le secteur des noyaux légers. En étant localisé à l'IJClab, l'étudiant profitera d'un environnement particulièrement adapté à la thématique. Nous anticipons des discussions constructives avec le groupe d'astrophysique nucléaire dans le cadre de la nucléosynthèse primordiale.

Radioactivity, although discovered in 1896 by Becquerel during work on phosphorescence, remains one of the mechanisms among the most fundamental for our understanding of the Universe to be the least accurately modeled. For example, nuclear decay is an essential phenomenon in the nucleosynthesis of elements as well as in the characterization of neutrinos. In the long term, the goal of this thesis will be to develop the tools necessary to study the radioactivity of charged particles. During the thesis, we will be interested in the emission of charged particles delayed by beta decay. Our main field of investigation will be to model the three-then four-body continuum. We will develop the necessary 'ab initio' tools, that is to say, starting from the most fundamental interactions possible while dealing with all the nucleons of the system. A significant result of this work will be the study of halo nuclei by their beta decay, more specifically the emission of deuterium delayed by beta decay of 6He, the archetype of halo nuclei. This mechanism, known to be very sensitive to the tail of the wave function, like the E1 transitions, allows the shape of the nucleus to be characterized. We will seek the impact of the different nuclear forces on this observable and more particularly their three-body part. We will validate the developments of our method to deal with three- and four-body problems in the continuum by studying the break-up of charged particles in the light nucleus sector. By being located at the IJClab, the student will benefit from an environment particularly suited to the theme. We look forward to constructive discussions with the nuclear astrophysics group in the context of primordial nucleosynthesis.