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Fiche détaillée Thèses
Université Paris Sud - Paris XI (08/12/2000), Borderie Bernard (Dir.)
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Signature fossile d'une décomposition spinodale dans la multifragmentation de systèmes nucléaires très lourd
Gabriel Tabacaru1

Une description dynamique du processus de multifragmentation montre que si le système nucléaire formé lors de la collision se trouve dans le domaine de basses pendant un temps assez long, les instabilités mécaniques générés vont conduire à la décomposition spinodale du système. Le système choisi afin de prouver expérimentalement cette hypothèse a été Xe+Sn à 32 MeV/A mesuré avec le multidétecteur INDRA. Les qualités remarquables de détection du multidétecteur ont été exploitées au maximum en développant des techniques très performantes pour l'étalonnage en énergie des détecteurs Silicium (2-4% précision) et scintillateurs CsI(Tl) (8-20 % précision). Pour la première fois la contribution des électrons delta dans le bilan de la lumière émise par scintillateur a été prise en compte de façon quantitative. Les événements de multifragmentation d'un système constitué par la quasi-totalité des nucléons de la voie d'entré ont été sélectionnés à l'aide des critères concernant la détection complète et la forme de l'événement. Le modèle dynamique BoB, où les instabilités spinodale sont simulés d'une façon assez réaliste, reproduit bien l'ensemble des observables dynamique et statique. Des comparaisons plus exclusives ont été réalisé pour contraindre toujours plus le modèle. Les corrélations en vitesse réduite des fragments ont été étudiées. Des informations sur la topologie de fragments au freeze-out ont été extraites. Les corrélations en charge des fragments ont montré l'existence d'une faible proportion (0.1 %) des événements caractérisés par une émission de fragments de taille égale. Cela a été interprétée comme une signature fossile de la décomposition spinodale dans un système fini et comme une preuve indirecte, à travers l'existence d'une zone de coexistence (de type liquide-gaz), d'une transition de phase du premier ordre associée à la multifragmentation des noyaux chauds.
1 :  IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
Collisions (physique nucléaire) – Interactions d'ions lourds – Méthodes expérimentales – Multidétecteur de produits chargés – Fragmentation nucléaire – Décomposition spinodale – Transition de phases – Equation d'état

Fossil signature of spinodal decomposition in multifragmentation of very heavy nuclear systems
A dynamical description of the multifragmentation process shows that mechanical instabilities are responsible for spinodal decomposition of a nuclear system that spend sufficient time in the low-density region. The Xe+Sn system at 32 MeV/A incident energy, measured with INDRA multidetector, was chosen to prove experimentally this hypothesis. High-performance techniques in energy calibration of Silicon detectors and CsI(Tl) scintillators were developed in order to exploit the excellent detection qualities of the multidetector. For the first time, the contribution of delta rays to the light output emitted by scintillators was quantitatively derived. Multifragmentation events coming from a system composed by almost all of nucleons of the reaction entrance channel were selected using detection completeness and event shape criteria. The dynamical model BoB realistically simulates the spinodal instabilities. This model reproduces all of dynamic and static observables. More exclusive comparisons were made to constrain again the model. Reduced velocity correlation functions were studied and gave information about the topology of the fragments at freeze-out. Charge correlation of the fragments showed that a small proportion of events (0.1 %) emits equal-sized fragments. This was interpreted as a fossil signature of the spinodal decomposition in a finite system. Indirectly, this is a proof of a first order phase transition associated to the multifragmentation of hot nuclei.
Collisions (nuclear physics) – Heavy-ion interactions – Experimental methods – Charged product multidetector – Nuclear fragmentation – Spinodal decomposition – Phase transitions – Equation of state

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