des formes nucléaires différentes dans les isotopes de plomb La coexistence des formes nucléaires différentes dans les isotopes de plomb Figure A.Andreyev et al. Nature405(2000)430 Ruben Fossion Université de Gand, Belgique 1

Table « Coexistence des formes nucléaires différentes dans les isotopes de Plomb » Structure Nucléaire Modèles Théoriques Complémentaires 2.1 Modèle Macroscopique 2.2 Modèle Microscopique 2.3 Symétries et Algèbres 3. Résultats 2

1. Structure Nucléaire a(24He2), b(e-,e+), p, n, fission… Comment s’organisent les protons et les neutrons dans le noyau, sous la interaction forte (attractive) et la force Coulomb (répulsive)? a(24He2), b(e-,e+), p, n, fission… 3

1. Structure Nucléaire Carte des isotopes Vallée de la stabilité 82Pb 3000 isotopes radioactifs 300 isotopes stables Vallée de la stabilité 4

2. Différentes approches théoriques complémentaires 1. macroscopique/ collective 3. Symétries/ algèbres 2. microscopique 5

2.1 Modèles nucléaires macroscopiques Modèle Goutte Liquide (LDM) de Bethe & Weiszaecker BE(A,Z)=aVA-aSA2/3-aCZ(Z-1)A-1/3-aA(A-2Z)2A-1 (volume + surface + Coulomb + symétrie) 1. macroscopique/ collective - fission 6

2.2 Modèles nucléaires microscopiques Dans l’atome, les electrons bougent indépendant l’un de l’autre dans le potentiel moyen du noyau 2. microscopique MODELE EN COUCHES Dans le noyau, avec une bonne approximation, les protons et neutrons bougent indépendant l’un de l’autre, dans un potentiel moyen, créé par tous les nucléons ensemble. 7

2.2 Modèles nucléaires microscopiques MODELE EN COUCHES (Shell Model) 2. microscopique Dans ce potentiel moyen résultent un nombre discret d’orbites, 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. 8

2.3 Symétries et Algèbres Modèle en Couches (SM) Modèle des Bosons 1/2 Modèle en Couches (SM) 154Sm (SM): nombre 2+ états = 3.1014 Modèle des Bosons en Interaction (IBM1) 2 154Sm (IBM): nombre 2+ états = 26 !!! 9

2.3 Symmétries et Algébras Modèle des Bosons en Interaction 3. Symétries/ algèbres macroscopique g-soft Vibration (d’une sphère) Rotation (d’une ellipsoïde) G-soft (vibrations d’une ellipsoïde) IBM 1 algèbre limites U(5) U(6) SU(3) O(6) 10

2.3 Symmétries et Algébras Modèle des Bosons en Interaction 3. Symmétries/ algébras Hamiltonien vibration rotation g-soft Les paramètres définissent où on se trouve entre les limites sur le triangle Les paramètres sont obtenus par ‘fitting’ à d’information expérimentale 11

Coexistence de formes nucléaires dans les isotopes de 82Pb100-124 disque rotation cigare Schéma expérimental sphérique vibration R. Julin et al. J.Phys.G27(2001)R109 MACROSCOPIQUE 12

Coexistence de formes nucléaires dans les isotopes de 82Pb100-124 MACROSCOPIQUE MICROSCOPIQUE sphérique 126 82 p n potentiel moyen régulier disque 126 82 n x x 2part.-2trous (2p-2t) 126 82 n x x 4part.-4trous (4p-4t) cigare 13

3. Résultats théoriques pour les isotopes 82Pb100-124 Modèles en Couches 82 p potentiel moyen 82 x x p 82 x x p +n +n +n Modèles des bosons en interaction N bosons (N+2) bosons +D2 (N+4) bosons +D4 régulier (2p-2t) (4p-4t) 14

3. Résultats théoriques pour les isotopes 82Pb100-124 N bosons (N+2) bosons (N+4) bosons régulier (2p-2t) (4p-4t) 15

3. Résultats théoriques pour les isotopes 82Pb100-124 Fixer les paramètres utilisant des principes de symétrie. Paramètres sont constants à travers la série d’ isotopes 16

3. Résultats théoriques pour les isotopes 82Pb100-124 Fixer les paramètres utilisant des principes de symétrie. Paramètres sont constants à travers la série d’ isotopes 17

3. Résultats théoriques pour les isotopes 82Pb100-124 résultats finaux CONCLUSIONS + coexistence de 3 formes + paramètres fixés par symétrie + paramètres const. pentes des états trop raides pas de transitions EM - … R. Fossion et al. PRC. C67 (2003) 024306 18

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