Damien THISSE "Étude des états particule-trou dans les noyaux de la région du 78Ni avec le spectromètre nu-Ball" (Physique nucléaire)

lundi 20 sept. 2021, 13:00 → 16:00 Europe/Paris

200/0-Auditorium - Auditorium P. Lehmann (IJCLab)

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ID de réunion : 953 8105 8030

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"Étude des états particule-trou dans les noyaux de la région du 78Ni avec le spectromètre nu-Ball"

Résumé :

Dans le cadre du modèle en couches, l’évolution des états de particules individuelles avec le rapport N/Z est un phénomène désormais bien établi. De nouveaux nombres magiques peuvent apparaître et d’autres disparaître localement. La question de la persistance des fermetures de couches loin de la stabilité présente un intérêt majeur pour la compréhension de l’interaction nucléaire et de la structure qui en découle.

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’évolution du gap N=50 à l’approche du noyau de 78Ni. Bien que le statut doublement magique de ce noyau ait été confirmé en 2019, l’évolution de la taille du gap N=50, qui présente un minimum local pour le noyau de 82Ge, soulève encore des questions. L’étude de cette évolution peut se faire en étudiant les états issus de la promotion d’un neutron entre les états simple particule délimitant le gap, de l'état g9/2 à l'état d5/2. La configuration particule-trou résultante est à l’origine d’un multiplet de 6 états, de 2+ à 7+. Le suivi systématique des états de plus hauts spins, supposés dominés par cette configuration, peut être directement relié à l’évolution du gap N=50.

De 2017 à 2018 s’est tenue à l’installation ALTO d’Orsay une grande campagne expérimentale utilisant le spectromètre hybride nu-Ball. La spectroscopie de réactions induites par neutrons rapides a été réalisée grâce au couplage avec la source de neutrons LICORNE. Cinq semaines ont été consacrées à des expériences de fission sur des cibles de 238U et de 232Th. Les fragments de fission produits ont pu être étudiés par spectroscopie gamma en reconstruisant les coïncidences doubles ou triples entre les rayonnements émis au cours de leur désexcitation.

Les schémas de niveaux de nombreux noyaux produits par ce mécanisme, notamment dans la région du 78Ni, ont été reconstruits.

Grâce à cette étude, il a été possible de placer deux nouvelles transitions et un nouvel état dans le schéma de niveaux du 82Ge. L’énergie de ce nouvel état, supposé 7+, mesuré à 3949,7 keV a permis de confirmer la tendance de l’évolution du gap N=50. De plus l’attribution des spin-parités 5+ et 6+ pour les deux états à 2933,2 et 3227,6 keV est renforcée par la mesure d’une nouvelle transition reliant ces deux états, à 294,1 keV. Enfin, pour interpréter les évolutions des états de particules individuelles déduites de ces mesures expérimentales, l’utilisation d’un modèle de champ moyen relativiste est proposée : la brisure de la symétrie de pseudospin.

"Study of particle-hole states in nuclei in the neighbourhood of 78Ni with the nu-Ball spectrometer"

Abstract

In the framework of the shell model, the evolution of the single particle states with the N/Z ratio is  clearly established phenomenon. Locally, new magic numbers can appear and others disappear. The question of the quenching of shell closures far from stability is of major interest for the understanding of nuclear interaction and the underlying nuclear structure.

The work presented in this thesis concerns the evolution of the N=50 shell gap when approaching 78Ni. Even if the doubly magic nature of this nucleus has been confirmed in 2019, the evolution of the gap energy, which presents a local minimum for 82Ge, raises many questions. The study of this evolution can be done by looking at the states created by the promotion of a neutron through the gap, from the g9/2 shell to the d5/2 shell. This one particle – one hole configuration creates a multiplet of states with spin-parity ranging from 2+ to 7+. The systematic tracking of the highest spin states, supposed to be dominated by this configuration, can be directly related to the gap size evolution.

From 2017 to 2018, an important experimental campaign has been held at the ALTO facility of Orsay, using the hybrid gamma spectrometer nu-Ball. The spectroscopy of fast-neutron induced reactions has been realized thanks to the coupling with the LICORNE neutron source. Five weeks have been dedicated to fission experiments using targets of 238U and 232Th. The fission fragments have been studied using gamma spectroscopy by reconstructing double and triple coincidences between the gamma rays emitted during the deexcitation of the nuclei. The level schemes of many nuclei have been built, especially in the 78Ni region.

Thanks to this study, it was possible to place two new energy transitions and one new level in the level scheme of 82Ge. The energy of this new - supposed 7+ - state measured at 3947,9 keV is in line with the trend of the N=50 shell gap evolution. Moreover, the spin-parity attribution for the 5+ and 6+ states is reinforced my the measure of a new transition between these two states, at 294,1 keV. Finally, the use of a relativistic mean field model is proposed to interpret the single particles states evolution deduced from these experimental measurements : the pseudospin symmetry breaking.