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Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC2003 1-5 décembre 2003 /19 La coexistence des formes nucléaires différentes.

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1 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 La coexistence des formes nucléaires différentes dans les isotopes de plomb Ruben Fossion Université de Gand, Belgique Figure A.Andreyev et al. Nature405(2000)430 1

2 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 Table « Coexistence des formes nucléaires différentes dans les isotopes de Plomb » 1.Structure Nucléaire 2.Modèles Théoriques Complémentaires 2.1 Modèle Macroscopique 2.2 Modèle Microscopique 2.3 Symétries et Algèbres 3. Résultats 2

3 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 1. Structure Nucléaire Comment sorganisent les protons et les neutrons dans le noyau, sous la interaction forte (attractive) et la force Coulomb (répulsive)? ( 2 4 He 2 ), (e -,e + ), p, n, fission… 3

4 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 1. Structure Nucléaire Carte des isotopes 3000 isotopes radioactifs 300 isotopes stables Vallée de la stabilité 82 Pb 4

5 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 2. microscopique 1. macroscopique/ collective 2. Différentes approches théoriques complémentaires 3. Symétries/ algèbres 5

6 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Modèles nucléaires macroscopiques - Modèle Goutte Liquide (LDM) de Bethe & Weiszaecker BE(A,Z)=a V A-a S A 2/3 -a C Z(Z-1)A -1/3 - a A (A-2Z) 2 A -1 (volume + surface + Coulomb + symétrie) 1. macroscopique/ collective - fission 6

7 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Modèles nucléaires microscopiques Dans latome, les electrons bougent indépendant lun de lautre dans le potentiel moyen du noyau MODELE EN COUCHES Dans le noyau, avec une bonne approximation, les protons et neutrons bougent indépendant lun de lautre, dans un potentiel moyen, créé par tous les nucléons ensemble. 2. microscopique 7

8 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Modèles nucléaires microscopiques 2. microscopique Dans ce potentiel moyen résultent un nombre discret dorbites, groupées dans des couches. Les nombres magiques de nucléons (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126…) remplient des couches et donnent les noyaux une stabilité exceptionelle. MODELE EN COUCHES (Shell Model) 8

9 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Symétries et Algèbres 3. Symétries/ algèbres 1/2 Modèle en Couches (SM) 154 Sm (SM): nombre 2 + états = Modèle des Bosons en Interaction (IBM1) Sm (IBM): nombre 2 + états = 26 !!! 9

10 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Symmétries et Algébras 3. Symétries/ algèbres Modèle des Bosons en Interaction U(6) U(5) SU(3) O(6) algèbrelimites IBM 1 macroscopique -soft Vibration (dune sphère) Rotation (dune ellipsoïde) G-soft (vibrations dune ellipsoïde) 10

11 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 / Symmétries et Algébras 3. Symmétries/ algébras Modèle des Bosons en Interaction -soft Hamiltonien Les paramètres définissent où on se trouve entre les limites sur le triangle Les paramètres sont obtenus par fitting à dinformation expérimentale vibrationrotation 11

12 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 Coexistence de formes nucléaires dans les isotopes de 82 Pb cigare sphérique vibration disque rotation MACROSCOPIQUE R. Julin et al. J.Phys.G27(2001)R109 Schéma expérimental 12

13 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 Coexistence de formes nucléaires dans les isotopes de 82 Pb cigare sphérique disque MICROSCOPIQUEMACROSCOPIQUE p n potentiel moyen régulier n x 2part.-2trous (2p-2t) n x 4part.-4trous (4p-4t) 13

14 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 3. Résultats théoriques pour les isotopes 82 Pb régulier(2p-2t)(4p-4t) 82 p potentiel moyen 82 x p 82 x p +n Modèles en Couches Modèles des bosons en interaction N bosons (N+2) bosons + (N+4) bosons + 14

15 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 3. Résultats théoriques pour les isotopes 82 Pb régulier(2p-2t)(4p-4t) N bosons(N+2) bosons(N+4) bosons 15

16 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 3. Résultats théoriques pour les isotopes 82 Pb Fixer les paramètres utilisant des principes de symétrie. Paramètres sont constants à travers la série d isotopes 16

17 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 3. Résultats théoriques pour les isotopes 82 Pb Fixer les paramètres utilisant des principes de symétrie. Paramètres sont constants à travers la série d isotopes 17

18 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 3. Résultats théoriques pour les isotopes 82 Pb résultats finaux R. Fossion et al. PRC. C67 (2003) CONCLUSIONS + coexistence de 3 formes + paramètres fixés par symétrie + paramètres const. - pentes des états trop raides - pas de transitions EM - … 18

19 Labo de Radiation et de Physique Subatomique – Université de Gand – Belgique JJC décembre 2003 /19 Liste des collaborateurs Université de Gand (Belgique) prof. dr. K. Heyde S. De Baerdemacker, V. Hellemans R. Fossion GANIL (France) prof. dr. P. Van Isacker Nuclear Physics Institute, Rez (Czech Republic) dr. G. Thiamova 19


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