Kinematical properties of spectator fragments in heavy-ion collisions at relativistic energies

par Antoine Bacquias

Thèse de doctorat en Physique nucléaire

Sous la direction de Fouad Rami et de Karl-Heinz Schmidt.

Soutenue en 2008

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .

  • Titre traduit

    Propriétés cinématiques des fragments spectateurs dans les collisions d’ions lourds aux énergies relativistes


  • Résumé

    Heavy-ion collisions at relativistic energies are the main tool to reach extreme conditions of temperature and density with the nuclear matter. The geometry of the collisions defines the “spectator” matter (formed by residues from projectiles) by contrast with the “participant” matter. The high-precision velocity measurement of fully identified (charge and mass) spectator fragments –as is achievable with the FRS spectrometer in GSI Darmstadt- carries information on the properties of nuclear matter. Indeed, the slowing down of the fragments with decreasing mass may be linked with the in-medium nucleon-nucleon cross-section. Furthermore, the comprehension of the observed kinematical dispersion leads to the characterization of the various processes of fragment formation (multifragmentation, evaporation of intermediate-mass fragments). The combination of such information with the production cross-sections allows an evaluation of the dependence of these processes with the impact parameter (making the comparison with theoretical predictions easier). An analytical formula for the standard deviation of longitudinal momentum is developed; its universality and its predictive power make it a good tool for practical evaluations.


  • Résumé

    Les collisions d’ions lourds aux énergies relativistes permettent de faire atteindre à la matière nucléaire des conditions extrêmes en température et en densité. La géométrie des collisions permet de définir la matière « spectatrice » (constituée de rémanents des projectiles initiaux) par opposition à la matière « participante ». La mesure de la vitesse des fragments spectateurs (identifiés en masse et en charge) avec une très grande précision, telle qu’accessible auprès du spectromètre FRS du laboratoire GSI de Darmstadt, renseigne sur les propriétés de la matière nucléaire. Ainsi, le freinage progressif des fragments avec la perte de masse engendrée dans la collision pourrait être lié à la section efficace nucléon-nucléon dans le milieu. D’autre part, la compréhension de la dispersion cinématique observée conduit à la caractérisation des divers processus de formation des fragments (multifragmentation, évaporation de fragments de masses intermédiaires). La combinaison de ces informations avec les sections efficaces de production permet une évaluation du lien entre ces processus et le paramètre d’impact (facilitant la comparaison aux prédictions théoriques). Une formule analytique pour la déviation standard de l’impulsion longitudinale est développée ; son universalité et sa prédictivité en font un bon outil pour des estimations pratiques.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 157-167

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2008;5723
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