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Fiche détaillée Thèses
Université de Caen (13/12/2002), BOUGAULT Rémi (Dir.)
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Etude exclusive des collisions centrales Ni+Ni et Ni+Au: coexistence de phase et décomposition spinodale
Benoit GUIOT1

Les collisions Ni+Ni à 32A MeV et Ni+Au à 52A MeV ont été étudiées grâce aux données recueillies par le multidétecteur INDRA. Nous avons isolé des ensembles de collisions centrales menant à la formation de sources uniques de "quasi-fusion". Ce travail a été accompli par l'emploi de techniques d'analyses multidimensionnelles: Analyse Factorielle Discriminante et Analyse en Composantes Principales. La comparaison avec un modèle statistique montre que les événements sont compatibles avec l'équilibre thermodynamique. Les énergies d'excitation thermiques moyennes sont les mêmes (5A MeV). Nous avons montré que la désexcitation des sources chaudes est reliée à une transition de phase de type liquide-gaz de la matière nucléaire par des calculs de capacités calorifiques. Celles-ci présentent une branche négative comme il est attendu pour une transition de phase d'un système fini. La dynamique de cette transition de phase a ensuite été précisée en appliquant la méthode des corrélations en charge. La surproduction d'événements favorisant des fragments de charges égales a été mise en évidence pour Ni+Au à 52A MeV. Ce signal est compatible avec un scénario de décomposition spinodale d'un système nucléaire fini. Il est absent pour Ni+Ni à 32A MeV. Nous avons ensuite amélioré cette technique de corrélations en intégrant la contrainte de conservation de la charge totale. Le signal persiste, plus clairement, pour Ni+Au à 52A MeV, mais est ambigu pour Ni+Ni à 32A MeV. Le chemin parcouru dans le diagramme d'état, ou les temps mis en jeu, semblent donc différents pour les deux systèmes.
1 :  GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
Interactions d'ions lourds – détecteurs de rayonnement – fusion nucléaire – analyse multivariée – équilibre thermodynamique – équations d'état – transitions de phases

The INDRA multidetector allowed us to study the Ni+Ni collisions at 32A MeV and the Ni+Au collisions at 52A MeV. Central collisions leading to "quasi-fused" systems were isolated using multidimensional analysis techniques: the Discriminant Analysis and the Principal Component Analysis. Comparison with a statistical model shows that the selected events are compatible with thermodynamical equilibrium. The average thermal excitation energy is 5A MeV for both systems. Calculations of heat capacities show that the deexcitation of the hot sources is akin to a liquid-gas phase transition of nuclear matter. Indeed heat capacities exhibit a negative branch as expected for a phase transition of a finite system. The dynamics of this phase transition has been investigated by applying the charge correlation method. An enhanced production of events with equal-sized fragments has been evidenced for Ni+Au at 52A MeV. No signal was found for Ni+Ni at 32A MeV. Finally this method was improved by taking into account the total charge conservation. The signal is seen more clearly for Ni+Au at 52A MeV, but is ambiguous for Ni+Ni at 32A MeV. The path followed in the state diagram, or the involved time scales, seem to be different for these systems.

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