Etude du noyau bulle de 34Si et structure nucléaire de la disparition du nombre magique N=20

Le noyau de 34Si est un noyau très particulier, puisqu’il semble être le seul dans la nature à avoir une densité centrale en protons réduite d’un facteur 2 par rapport aux autres noyaux existants. Cette propriété, qui lui confère le nom de noyau ‘bulle’, a été utilisée pour étudier la variation de l’interaction spin-orbite due à cette déplétion en densité. Pour cela le 34Si a été produit au GANIL à un taux de  2 10⁵ pps et a servi pour initier la réaction de transfert 34Si(d,p)35Si. Cette variation d’interaction spin-orbite a été postulée il y a 60 ans, mais n’avait jamais été observée, faute de noyaux permettant de la tester. Cette découverte va permettre de contraindre les modèles théoriques qui prédisent un ilot de stabilité de noyaux super-lourds (de numéro atomique Z~120 au-delà des noyaux observés jusqu’à présent) pour des noyaux présentant une bulle centrale !

Le sujet de thèse proposé ici a pour but de quantifier cette déplétion en densité en comparant la section efficace de ‘knock-out’ de protons issue du 36S (noyau normal) à  celle issue du 34Si (noyau bulle). Cette expérience est acceptée au laboratoire NSCL au Michigan State University (USA), elle utilisera le spectromètre S800 couplé au détecteur de ‘tracking’ gamma GRETINA. En plus de cette caractérisation, des informations importantes sur la structure des noyaux produits dans ces réactions (35P et 33Al) seront obtenues, permettant de donner un éclairage nouveau à la physique produisant la disparition de la fermeture de couche neutron N=20. Egalement les données de knock-out d’un proton seront comparées aux expériences de transfert (d,3He) dans le cas du 36S afin de comprendre l’influence du mécanisme de réaction sur la déduction de l’occupation des orbitales nucléaires.

NB L’expérience sera programmée en 2012, mais la date n’est pas encore connue. Il se peut que l’expérience ait lieu pendant le stage avant la thèse.

Compétences souhaitées :

Bonnes connaissances en instrumentation nucléaire