Effet du milieu sur la propagation des neutrinos dans la matière nucléaire
Résumé
We study the elementary interactions between neutrinos and dense matter in a protoneutron star. Equations of state obtained with different nuclear effective interactions (Skyrme, Gogny, Relativistic Lagrangians) are first discussed. Then, we characterize their stability in spin and isospin. We derive magnetic susceptibilities for all isospin asymmetry values as a function of Landau parameters. From this work, we select a parametrization for each of the 3 effective forces : Sly230b,D1P,NL3.We calculate the pure neutron matter and asymmetric nuclear matter response functions with and without charge exchange, describing nuclear correlations in both approaches : nonrelativistic (Hartree-Fock with Skyrme forces, then complete RPA) and relativistic (in the Hartree approximation). At the end, we calculate neutrino mean free paths for neutral current and charged current reactions. Comparisons between relativistic and non-relativistic approaches allow us to identify relativistic effects in nuclear matter at densities as low as twice the saturation density. RPA correlations make the medium more transparent to neutrinos compared to free Fermi gas. The importance of the effective mass in mean free path calculations is also shown.
Nous étudions les processus d'interaction élémentaires entre les neutrinos et le milieu dense d'une proto-étoile à neutrons. Nous discutons d'abord les équations d'état obtenues avec différentes interactions nucléaires effectives (Skyrme, Gogny, Lagrangiens relativistes) et nous caractérisons leur domaine de stabilité en spin et en isospin. Nous dérivons l'expression de la susceptibilité magnétique pour toute asymétrie d'isospin en fonction des paramètres de Landau. De cette étude, nous retenons une paramétrisation pour chacun des 3 types de forces effectives : SLy230b, D1P et NL3. Puis, nous calculons les fonctions de réponse de la matière pure de neutrons et dans la matière nucléaire asymétrique pour les voies avec et sans échange de charge, les corrélations nucléaires étant décrites à la fois dans une approche non relativiste (Hartree-Fock puis RPA complète) et dans une approche relativiste (à l'approximation Hartree). Enfin, nous calculons le libre parcours moyen des neutrinos pour les processus de courant neutre et pour les processus par courants chargés. Les comparaisons des approches nonrelativistes et des approches relativistes nous permettent d'identifier des effets relativistes dans la matière nucléaire pour des densités à peine deux fois supérieures à la densité de saturation. Les corrélations RPA rendent le milieu plus transparent aux neutrinos par rapport au gaz de Fermi libre. Cette étude montre l'importance de la masse effective sur le calcul du libre parcours moyen.