Etude des mécanismes de production des noyaux super-lourds

La synthèse des éléments super-lourds (Z>110), dont l'existence est prédite par le modèle en couche, constitue l'un des axes majeurs de la physique nucléaire. Ils sont formés en laboratoire à l'aide de collisions entre ions lourds avec de très faibles probabilités de production. D'un point de vue théorique, le défi consiste à modéliser toute la dynamique de la collision afin de pouvoir, à terme, guider les expériences.

Expérimentalement, il est observé que l’énergie de bombardement doit être plus élevée que ce qui est prédit par extrapolation de ce qui se passe pour les systèmes légers. D’un point de vue théorique, il est généralement admis que cette énergie supplémentaire nécessaire à la fusion de noyaux lourds (extra-push energy) est due à la dissipation.

Le but de la thèse est d’étudier les différents mécanismes de dissipation afin de donner une assise plus solide aux calculs phénoménologiques faits actuellement. Cela implique des développements en physique statistique, mais aussi d’aller jusqu’aux données expérimentales en maîtrisant la description de toute la réaction.

La réaction est séparée en deux phases : la phase de fusion entre les deux noyaux légers et la phase de survie où il y a compétition entre la fission et l'évaporation de particules légères. La description de cette deuxième phase est très aboutie et les développements nécessaires sont à la frontière de la métrologie : comment l'incertitude sur les données expérimentales influencent les paramètres du modèle ? Cette question de l'inversion du problème habituel est en plein développement dans de nombreux domaines mais pionnière en physique nucléaire.

Pour la première phase, on manque de données expérimentales fiables et il faut inventer de nouveaux tests pour contraindre les modèles et effectuer les développements associés.

Cette thèse se fait en collaboration étroite avec des universités au Japon et en Chine. En fonction des goûts de l'étudiant, la thèse pourra comporter un volet expérimental ou s'orienter vers des développements plus formels. en mécanique statistique. En particulier, avec le démarrage de Spiral2 pendant la thèse, la thématique des super-lourds va être un des sujets majeurs au GANIL. Il s'agira d'accompagner la préparation des premières expériences.

Compétences : programmation