Bimodality in peripheral and central collisions : systematic and comparisons
Bimodalité en collisions périphériques et centrales : systématiques et comparaisons
Résumé
During the last few years, bimodality in heavy ions collisions has been observed for different systems, on large energy scale (from 35 MeV/u up to 1 GeV/u). In this thesis, the bimodal behaviour of the largest fragment distribution (Zmax) is studied for different INDRA data sets. For peripheral collisions (Au+Au from 60 to 150 MeV/u, Xe+Sn 80-100 MeV/u), the influence of sorting and selections on bimodality is tested. Then, two different approaches based on models are considered. In the first one (ELIE), bimodality would reflect mainly the collision geometry and the Fermi motion of the nucleon. In the second one (SMM), bimodality would reflect a phase transition of nuclear matter. The data are in favour of the second model. Zmax can then be considered as an order parameter of the transition. A reweighting procedure producing a flat excitation energy distribution is used to achieve comparisons between various bombarding energies and theoretical predictions based on a canonical approach. A latent heat of the transition is extracted. For central collisions (Ni+Ni from 32 to 74 MeV/u and Xe+Sn from 25 to 50 MeV/u) single source events are isolated by a Discriminant Factor Analysis. Bimodality is then looked for, in cumulating the different incident energies and in applying the reweighting procedure of the corresponding excitation energy as done for peripheral collisions. The bimodality behaviour is less evidence for central collisions than for peripheral ones. The possible reasons of this difference are discussed.
La bimodalité dans les collisions d'ions lourds a été observée, ces dernières années, pour différents systèmes sur une large gamme d'énergies incidentes (de 35 MeV/u à 1 GeV/u). Dans cette thèse, nous réalisons une étude systématique du caractère bimodal de la distribution du plus gros fragment produit (Zmax), pour différents systèmes disponibles dans les données INDRA. Les collisions périphériques (Au+Au de 60 à 150 MeV/u et Xe+Sn de 80 à 100 MeV/u) servent de base de travail afin de tester l'influence des différents tris et sélections sur l'observation de la bimodalité. Deux interprétations possibles sont alors envisagées en s'appuyant sur des modèles : soit cette observation est due à la dynamique de la collision (ELIE), soit elle est reliée à la désexcitation d'une source (SMM) signant ainsi une transition de phase. Les résultats supportent la seconde interprétation. On considère alors Zmax comme paramètre d'ordre, et une procédure de repondération de l'énergie d'excitation (E*) permet d'extraire la chaleur latente de la transition. Pour les collisions centrales (Ni+Ni de 32 MeV/u à 74 MeV/u et Xe+Sn de 25 à 50 MeV/u), les événements conduisant à la formation de mono-source sont isolés par l'intermédiaire d'une méthode statistique (Analyse Factorielle Discriminante). La bimodalité sur Zmax est alors étudiée, en cumulant les différentes données disponibles selon l'énergie incidente et en appliquant la repondération sur la distribution d'énergie d'excitation ainsi obtenue. Le comportement bimodal est beaucoup moins net que celui observé dans les collisions périphériques. Les raisons de cette différence sont discutées.