Modèles de réactions microscopiques pour la diffusion de nucléons sur des noyaux légers

Contexte :

Les réactions nucléaires sont un maillon essentiel pour la compréhension du monde qui nous entoure. Leur diversité et leur complexité reflètent les différents aspects dynamiques du problème à A-corps. La modélisation des mécanismes sous-jacents qui régissent ces processus physiques est un défi actuel de tout premier plan, à la fois pour la compréhension de la formation de l’univers et les applications. Par exemple, les réactions de diffusion de nucléons sur les noyaux légers tels que le Li, Be et B, présentent un intérêt en astrophysique : une meilleure connaissance de la section efficace de la réaction 7Be(n,p)7Li, qui est responsable de la disparition d’une grande partie du 7Be, pourrait aider à élucider le problème rencontré dans les modèles cosmologiques sur l’abondance du Li. Les noyaux légers sont des systèmes intéressants et très particuliers. Ils sont le siège de corrélations complexes qui donnent lieu à des structures très inhabituelles, telles les halos à un ou plusieurs nucléons et les agrégats. L’existence de ces sous-structures joue un rôle important lors de l’interaction entre le projectile et la cible et doit avoir un impact sur les sections efficaces.

Objectif de la thèse :

La résolution d’un problème de diffusion à (A+1)-corps, où A est la masse du noyau cible, reste trop complexe pour pouvoir être traité exactement. Les modèles de réaction considèrent souvent que ce problème peut être simplifié en un problème à deux corps dans lequel le nucléon incident interagit avec les A-nucléons de la cible via un potentiel complexe. Ces modèles sont connus sous le nom de modèle optique. Les sections efficaces sont alors calculées en résolvant une équation radiale qui est déduite de l’équation de Schrödinger.
Quelques extensions de ce modèle optique, notamment l’approche Continuum Discretized Coupled Channels (CDCC) utilisée dans cette thèse, permettent de tenir compte de la structure interne de la cible mais cette structure est introduite phénoménologiquement en supposant, par exemple, une structure en deux agrégats.
L’objectif de cette thèse est d’étendre le modèle CDCC en y introduisant des ingrédients issus d’une description microscopique de la cible et du potentiel d’interaction cible-projectile. Pour cela, nous utiliserons une méthode à A-corps développée dans le laboratoire, la méthode de mélange de configurations multiparticules-multitrous (MPMH), permettant de résoudre de façon exacte ou quasi-exacte la structure de la cible, des agrégats et de construire les potentiels optiques et de transitions microscopiques.

Déroulement de la thèse :

Lors de la thèse, l’étudiant(e) devra donc :

1. Calculer les fonctions d’onde MPMH des états à basse énergie de noyaux légers et celles des agrégats pouvant les constituer.
2. Calculer les recouvrements entre ces différentes fonctions d’onde.
3. Extraire les potentiels optiques et de transition nucléon-agrégat.
4. Intégrer ces recouvrements et ces potentiels dans l’approche CDCC.
5. Calculer les sections efficaces.

DIRECTEUR DE THESE

Nathalie PILLET
nathalie.pillet@cea.fr

ECOLE DOCTORALE

ED 576
PHENIICS – Particules, Hadrons, Energie, Noyau, Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation
Université Paris-Sud
91405 ORSAY CEDEX

ENCADRANT

Huu-Tai CHAU
huu-tai.chau@cea.fr

CENTRE

DAM – Île-de-France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon
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