Modèle en couches et structure des noyaux

Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction
Chapitre 1: Motivation –  » Noyaux de la couche sd « 
1. Etats de parité positive
1.1 Etats normaux
1.2 Etats déformés
1.3 Îlot d’inversion et N = 20
2. Etats de parité négative
3. Structure en cluster
4. De nouveaux nombres magiques
Chapitre 2: Modèle en couches et structure des noyaux
Nombres magiques et structure en couches
1. Notions de base du modèle en couches sphérique : le champ moyen
2. Au–delà du champ moyen
3. Les ingrédients du modèle en couches
Chapitre 3: Interaction effective
1. Interactions effectives : état de l’art
2. Structure de l’hamiltonien et théorème de séparation
2.1 L’hamiltonien monopolaire
2.2 L’hamiltonien multipolaire
3. Les approches empiriques : procédure du fit
4. Problèmes du centre de masse et états spurieux
5. Transitions électromagnétiques
5.1 Probabilités de transitions électromagnétiques
5.2 Opérateurs de transitions électriques et magnétiques
5.3 Effets de l’isospin sur les transitions électromagnétiques
Chapitre 4: L’interaction PSDPF
1. Etapes de la dérivation de l’interaction PSDPF
1.1 Procédure d’ajustement empirique
1.2 Fit par la méthode des moindres carrés
2. Evolution de l’interaction PSDPF
Chapitre 5: Résultats et prédictions
1. Gap en énergie
2. Les états tests dans les noyaux N = Z et N = Z + 1
3. Les états +12 et 13 dans les noyaux sd pair–pairs : énergies d’excitation et transitions électromagnétiques
4. L’état 0 – à travers la couche sd
5. Systématique des isotones pair–pairs N = 20
6. Spectroscopie du 36 S entre 0 et 6 MeV
Conclusion
Références
Annexe A
Listes des différences ∆ entre les paramètres des interactions utilisées
Annexe B
Résultats de l’interaction PSDPFB
Annexe C 
Spectres calculés et expérimentaux de tous les noyaux sd

Les noyaux marqués d’une « * » sur la Fig1–1 ne sont pas pris en considération dans nos calculs car ils ne sont pas liés, leur état fondamental est instable et se désexcite par émission de proton pour les noyaux riches en proton et par émission de neutron pour les riches en neutrons.
Pour les noyaux 18 F et 20 Ne du début de couche, on remarquera le seuil d’émission Sα très bas et inférieur à 5 MeV. Ceci explique la structure en cluster 14 N + α pour O + α pour 20 Ne de certains états de basse énergie. Cette clustérisation sera évoquée brièvement un peu plus loin dans ce chapitre.
Avant de passer au thème principal de ma thèse qui est l’étude d’états 1 particule–1 trou (1p–1t) de parité négative dans les noyaux sd, nous allons passer rapidement en revue différents aspects de la structure de ces noyaux.

1. Etats de parité positive
Nous examinerons séparément les états de parité positive normaux et intrus, pour la simple raison qu’ils possèdent des propriétés différentes et ne peuvent pas être décrits dans le même espace de valence. Puis nous évoquerons la coexistence d’états normaux et intrus, où dans certains cas ces derniers deviennent les états fondamentaux de noyaux riches en neutrons autour de la fermeture de couche N = 20.

1.1 Etats normaux
Pour les noyaux de masses A = 17–39, de nombreux aspects de structure nucléaire sont bien reproduits par le modèle en couches en traitant les trois orbites 0d, comme actives alors que les orbitales 0s 1/2, 0p 3/2, 0p sont remplies formant un cœur inerte de 16 1/2O. Dans un tel espace de valence, les états normaux correspondent au mouvement de A–16 nucléons à l’intérieur de la couche sd, les 16 nucléons du cœur restent inactifs, ce qui implique la configuration 0 particule–0 trou (0p–0t).

Ces états peuvent être décrits en utilisant l’interaction effective bien établie USD (Universal SD shell interaction) [3,4]. Cet hamiltonien est le résultat du « fit » par la méthode 18 5/2 F et , 1s 16 1/2, 0d 3/2 des moindres carrés de 63 éléments de matrice à 2 corps et 3 énergies individuelles, dans le fit ont été inclus 380 niveaux expérimentaux appartenant à 66 noyaux sd. USD a permis de décrire avec grand succès la structure des noyaux de la vallée de stabilité pour lesquels de nombreuses données expérimentales étaient disponibles à cette époque. Des mises à jour récentes de cette interaction ont été réalisées grâce aux développements des moyens informatiques, et surtout aux nouvelles données sur la structure des noyaux loin de la ligne de stabilité, spécialement les riches en neutrons. Les nouvelles interactions USDA et USDB [5] ont ainsi été obtenues après ajustement par moindres carrés en incluant 608 états dans 77 noyaux à travers la couche sd.

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Application du modèle en couches à l’étude des états intrus de parité négative des noyaux sd moyennant la nouvelle interaction PSDPF (1.09 MB) (Rapport PDF)