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CSNSM - UMR8609
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Structure du noyau

Le groupe Structure du NOyau (SNO) du CSNSM utilise un ensemble très varié de techniques expérimentales pour sonder différentes propriétés nucléaires, en mesurant les observables révélées par le noyau quand il est soumis à des conditions extrêmes.
Toutes les informations récoltées permettent de contraindre et d’améliorer les modèles nucléaires, en testant leurs prédictions et domaines de validité, notamment loin de la "stabilité".


Le noyau, composé de protons et de neutrons interagissant via l’interaction forte, est un système à N-corps non linéaire. Ce système est de plus quantique, donnant lieu à l’existence de nombres "magiques".
Cependant l’interaction nucléon-nucléon assurant la cohésion des noyaux n’étant pas connue analytiquement, les interpolations ou extrapolations sont donc impossibles ou très hasardeuses. Changer un nucléon peut tout changer...
Divers programmes de recherche sont ainsi conduits dans le groupe, afin d’extraire les propriétés physiques nucléaires. Ces études sont menées dans le cadre de collaborations nationales et internationales, auprès des accélérateurs disponibles dans le monde entier. Le groupe SNO est également impliqué dans le développement de techniques expérimentales et le programme de physique pour le projet de première priorité nationale SPIRAL2 au Grand Accélérateur d’Ions Lourds à Caen. SPIRAL2 délivrera un très large choix de faisceaux, aussi bien stables que radioactifs, pour pouvoir réaliser nos futures études.

1- Propriétés globales des noyaux


Les propriétés globales des noyaux, telles que les masses, les moments angulaires, les durées de vie et les modes de décroissance sont fondamentales pour comprendre la structure nucléaire, en particulier l’appariement et les effets de couches.


Programmes de recherche :

Mesure et évalutation des masses
POLAREX

2- Structure et forme des noyaux


L’excitation des noyaux a plusieurs natures : "particule individuelle" (promotion d’un ou plusieurs nucléon(s) dans les orbites supérieures), ou collective (déformation et rotation, vibration, résonances...).
Ces excitations pouvant se produire à diverses énergies, les états observés dans le laboratoire peuvent ainsi contenir un mélange de ces diverses excitations, qu’il faut ensuite démêler.
La très grande majorité de nos recherches vise ainsi à mesurer les émissions (gamma en général) des états excités pour comprendre la structure des noyaux étudiés. Ces noyaux étudiés sont pour la plupart des noyaux exotiques (radioactifs) synthétisés dans des réactions nucléaires comme la fusion et la fission.
Suivant les types d’expériences réalisées, les observables recherchées sont les énergies d’excitation, les spins et parités, les probabilités de transitions électromagnétiques, les moments magnétiques, les facteurs gyromagnétiques, les durées de vie, les moments quadrupolaires...

Les noyaux exotiques font notamment l’objet de nombreuses études car ils permettent d’aborder plusieurs grandes questions en structure nucléaire :
Quelles sont les limites d’existence des noyaux :
les noyaux superlourds et les drip-lines (recouvrement avec la recherche en astrophysique nucléaire) ?
Comment évolue la structure nucléaire à fort isospin :
modification des nombres magiques due à l’importance grandissante du terme de spin-orbite dans l’interaction nucléaire ?


Programmes de recherche :

Fission et Noyaux Exotiques
Structure des Noyaux SuperLourds
États cluster « α-cœur » dans les noyaux lourds
Formes Exotiques et Symétries
Moments Nucléaires et Temps de Vie
Noyaux très déformés à haut moment angulaire
Isomères

3- Recherches et Développements techniques associés

AGATA (Advanced GAmma-ray Tracking Array)
Plunger d’Orsay
GABRIELA (Gamma Alpha Beta Recoil Investigations with the ELectromagnetic Analyser)
POLAREX (POLARized EXotic nuclei)
SPIRAL2/S3