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📰 Première mesure de la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons

📰 Première mesure de la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons – Nouvelle mise à jour 2023

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La résonance dipolaire pygmée (PDR) est un mode vibration du noyau qui apparaît dans les noyaux riches en neutrons. Elle est décrite comme l’oscillation d’une peau de neutrons contre un coeur symétrique en nombre de protons et de neutrons (Figure 1).

La PDR a été le sujet de nombreuses études à la fois expérimentales et théoriques. En effet, l’étude de la PDR a suscité et suscite toujours beaucoup d’intérêt puisqu’elle permet de contraindre l’énergie (Dans le sens commun l’énergie désigne tout ce qui permet d’effectuer un travail, fabriquer de la…) de symétrie (De manière générale le terme symétrie renvoie à l’existence, dans une…), un ingrédient important de l’équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement…) d’état de la matière (Bien que le concept de phase soit simple, il est difficile de le définir précisément. Une bonne…) nucléaire (Le terme d’énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte 🙂 qui décrit la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses…) au sein des étoiles à neutrons. De plus, la PDR est prédite comme pouvant jouer un rôle clé dans le processus-r (processus qui pourrait expliquer la synthèse des noyaux lourds) via l’augmentation du taux de capture (Une capture, dans le domaine de l’astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui…) neutronique. Cependant, malgré de nombreuses expériences dédiées à l’étude de la PDR, utilisant des faisceaux de particules chargées ou de gammas, une description cohérente n’a pas pu être extraite. Ainsi, de nouvelles approches expérimentales sont nécessaires pour mieux caractériser ce mode de vibration du noyau.

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Figure 1: Représentation du mode d’excitation du noyau appelé résonance dipolaire pygmée (PDR). Les protons et les neutrons du coeur symétrique sont représentés par les boules rouges et bleues. Le surplus de neutrons composant “la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le…) de neutrons” est représentée en gris foncé.

Dans le cadre d’une collaboration internationale menée par l’Irfu/DPhN et l’IJCLab, une expérience visant à étudier la résonance pygmée dans le 140Ce (composé de 58 protons et 82 neutrons) vient d’être réalisée au GANIL-SPIRAL2 auprès de l’installation NFS (Neutron For Science). Grâce aux faisceaux de neutrons délivrés par NFS, la réaction de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de…) inélastique de neutrons a pu être utilisée pour la première fois pour sonder la PDR. Le dispositif expérimental constitué des multi-détecteurs de nouvelle génération PARIS (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région…), pour la détection des gammas issus de la désexcitation de la PDR, et MONSTER, pour la détection des neutrons diffusés, a été utilisé (Figure 2).

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Figure 2: Dispositif expérimental dans la salle d’expérience NFS.
A gauche, les détecteurs PARIS disposés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne…) de la cible de Ce.
A droite, les détecteurs MONSTER.

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Figure 3: Distribution angulaire (section efficace en fonction de l’angle de diffusion du neutron) des événements provenant de la réaction de diffusion élastique (Une diffusion élastique (ou collision élastique) est une interaction au cours de laquelle la…) de neutrons sur le 140Ce. Les points expérimentaux, en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait…), reproduisent bien la prédiction théorique, points bleus, issue de calculs microscopiques réalisés par nos collaborateurs du CEA/DAM.

Les résultats obtenus en ligne sont très encourageants montrant notamment que:
Рla diffusion ̩lastique, validant la reconstruction du neutron (Le neutron est une particule subatomique de charge ̩lectrique totale nulle.) diffus̩ avec MONSTER (Figure 3)
– des états d’excitation déjà connus, validant la détection des gammas avec PARIS, sont bien reconstruits.

L’analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la…) a été confiée à Périne Miriot-Jaubert qui vient de commencer sa thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est…) au DPhN sous contrat CFR. Cette expérience a bénéficié d’un financement P2IO Projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a…) Emergent (PIRATE).

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