Systematic study of the dynamics and the thermodynamics of symmetric or quasi-symmetric nuclear systems studied with the multidetector INDRA with new probabilistic methods.

Étude systématique de la dynamique et de la thermodynamique des systèmes nucléaires symétriques ou quasi-symétriques étudiés avec le multidétecteur INDRA par des méthodes probabilistes nouvelles

E. Legouée (1)

1 LPCC - Laboratoire de physique corpusculaire de Caen

In dissipative nuclear reactions, an important transfer of energy takes place between the projectile and the target. Part of the initial mechanical energy is stored as thermal energy in the nuclei. To study the behavior of nuclei when this energy increases, two methods based on calorimetry were used : a so-called " 3D calorimetry ", validated and optimized in the present work and another so-called " standard calorimetry ", already used by the scientific community. They allowed to reconstruct the characteristics of hot Quasi-Projectiles, produced in symmetric or quasisymmetric reactions. The advantages and disadvantages of each of these methods, have been studied using two event generators, HIPSE and ELIE, modeling the physical processes occurring during collisions but differing by the scenario of hot nucleus formation. This systematic study allowed to determine at which temperature and which excitation energy per nucleon, nuclei of intermediate mass evolve from a nuclear liquid state to a nuclear gaseous state. The information obtained by the " 3D calorimetry" also allowed to isolate the preequilibrium component. This result was experimentally confirmed by a new use of the isospin degree of freedom (the ratio neutron/proton), as a ' tracer' in the velocity space.

Lors de réactions nucléaires dissipatives, un transfert important d'énergie se produit entre le projectile et la cible. Une partie de l'énergie mécanique initiale est emmagasinée sous forme d'énergie thermique dans les noyaux en interaction. Afin de suivre l'évolution de leur comportement lorsque cette énergie augmente, deux techniques de calorimétrie ont été utilisées : l'une dite " calorimétrie 3D " validée et optimisée au cours de cette thèse ; l'autre dite " calorimétrie standard ", déjà très utilisée par la communauté scientifique. Celles-ci ont permis de reconstruire les caractéristiques de Quasi-Projectiles chauds, produits lors de réactions entre systèmes symétriques ou quasi-symétriques. Les avantages et les inconvénients de chacune d'elles ont été étudiés grâce à deux générateurs d'événements, HIPSE et ELIE, modélisant les processus physiques intervenant lors de ces collisions mais qui diffèrent par le scénario de formation du noyau chaud. Cette étude systématique a permis de déterminer pour quelle température et quelle énergie d'excitation par nucléon, des noyaux de masse intermédiaire passent d'un état de liquide nucléaire chaud à un état de gaz nucléaire. Les informations obtenues par la " calorimétrie 3D " ont permis aussi d'isoler en partie la composante dite de prééquilibre. Ce résultat a été confirmé expérimentalement par une nouvelle utilisation du degré de liberté d'isospin (rapport neutron/proton), comme 'marqueur' dans l'espace des vitesses.

Mots clés: Multidetector 4π; Nuclear thermodynamics; Collisions (nuclear physics); Excitation energy; Nuclear models; Caloric curves; Limiting temperature of nuclei

Mots clés: Multidétecteur 4π; Thermodynamique nucléaire; Collisions (physique nucléaire); Energie d'excitation; Modèles nucléaires; Courbes caloriques; Températures limites des noyaux; Isospin

Domaines: Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]

E. Legouée. Étude systématique de la dynamique et de la thermodynamique des systèmes nucléaires symétriques ou quasi-symétriques étudiés avec le multidétecteur INDRA par des méthodes probabilistes nouvelles. Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]. Université de Caen, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00881082⟩