1.2 Structure des noyaux très lourds, comment - NPAC

Titre de la thèse :
1.1 Combustion non explosive de l'hélium, taux de la réaction
12C( , )16O
Spécialité NPAC : Astroparticules (astrophysique nucléaire expérimentale)
Laboratoire et adresse : CSNSM Bât. 104, F91405 Orsay campus
Groupe : Astrophysique Nucléaire
Directeur de thèse et coordonnées :
Lefebvre-Schuhl, Bât. 104, bureau E138G, Orsay campus
Tel : [phone]; courriel : [e-mail]
Lieu du travail: Orsay
Déplacements éventuels : Bochum ; Naples ; Bruxelles
Collaborations : en cours de mise en place (comprenant au moins : CSNSM Orsay, INFN
Naples, Bochum, IPHC Strasbourg)
Thème de recherche : Mesures de sections efficaces d’intérêt astrophysique
Sujet et nature du travail proposé :
Une bonne compréhension de la nucléosynthèse des « métaux » (noyaux plus lourds que
l’hélium) ainsi que de l’évolution des étoiles massives, implique une meilleure connaissance
du taux de la réaction 12C( , )16O à très basse énergie. L'extrapolation à basse énergie des
données obtenues à haute énergie est indispensable (pour la combustion centrale de l'hélium,
le pic de Gamow se situe vers 300 keV et la section efficace attendue est de l'ordre de 0.01
fb). Elle est particulièrement difficile du fait de la faiblesse de la section efficace à mesurer,
mais aussi de l’interférence de multiples contributions E1 et E2. L’importance de cette
détermination suscite encore aujourd’hui de nombreux projets.
Une première étude de la réaction directe, par une collaboration internationale (CSNSM
d’Orsay, IReS de Strasbourg, Universités de Stuttgart, Demokritos d’Athènes, de Tübingen,
de Groningen et de Lexington), réalisée auprès de l’accélérateur DYNAMITRON de Stuttgart
définitivement arrêté, a débouché sur une publication dans Phys. Rev. C en 2006.

Titre de la thèse :
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : CSNSM, bat 104, Campus d’Orsay
Groupe : Structure Nucléaire
Adresse site web : http://www-csnsm.in2p3.fr/groupes/strucnuc/
Directeur de thèse et coordonnées : Pierre Désesquelles (tel [phone], bat 104, bur
136G, [email protected]), Araceli Lopez, Karl Hauschild,
Lieu du travail: CSNSM, sites d’expérience : Argonne (Chicago) et Dubna (Moscou)
Déplacements éventuels : Russie, Etats-Unis, déplacements de collaboration en Europe
Collaborations : voir le site http://www.csnsm.in2p3.fr/groupes/strucnuc/en/coll.htm
Thème de recherche : Synthèse des noyaux super lourds
Sujet et nature du travail proposé :
1.2 Structure des noyaux très lourds, comment synthétiser les
super lourds
Le noyau atomique est composé de nucléons qui interagissent via une force forte attractive de
courte portée. Cependant, cette force est répulsive à très courte distance et les protons
ressentent également une force répulsive Coulombienne engendrée par les autres protons. Que
se passe-t-il alors au sein de noyau lorsque le nombre de nucléons et la charge sont élevés ?
L’image d’une goutte liquide chargée de matière nucléaire incompressible ne peut pas
expliquer la stabilité des actinides, ni même l’existence des noyaux au-delà du Fermium
(Z=100). Ce sont en fait des effets quantiques qui sont à l’origine de la cohésion des noyaux
lourds ! La compréhension de ces effets devra permettre la synthèse des éléments super lourds
(c.f. l’annonce récente par la presse de la synthèse de l’élément 118 à Dubna ).
L’étude des noyaux lourds représente donc un challenge non seulement théorique, mais aussi
expérimental puisque leurs sections efficaces de production sont extrêmement faibles.
Le groupe de Structure Nucléaire du CSNSM mène deux axes de recherche portant sur les
noyaux très lourds:
 Etude de la structure quantique des noyaux au voisinage de 218U. Une expérience est
prévue en 2007 aux Etats-Unis à l’ANL (Chicago). Le but de notre expérience est
l’identification d’états nucléaires métastables et l’étude de leurs configurations.
 Etude de la structure des transfermiums en Russie au FLNR-JINR (Dubna). Des isotopes de
Rutherfordium (Z=104) sont produits par réactions de fusion d’ions lourds sur des cibles
actinides et leurs propriétés, ainsi que celles de leurs noyaux-fils, étudiées via l’observation de
leur décroissance radioactive.
Dans les deux cas, le stagiaire sera amené à participer à l’expérience (durant le stage ou la
thèse). Il se familiarisera avec les outils d’analyse des données expérimentales. Enfin, il
s’initiera à l’interprétation des résultats expérimentaux. Ce stage, qui pourra déboucher sur
une thèse, s’adresse à des étudiant(e)s motivé(e)s par la belle physique fondamentale,
intéressé(e)s à la fois par les aspects théoriques et expérimentaux.