Contribution à l'étude de transition de forme par diffusion inélastique : application aux isotopes de samarium et de germanium

par Eusebius Obiajunwa

Thèse de doctorat en Physique nucléaire

Sous la direction de Louis Hubert Rosier.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Henri Sergolle.

mots clés

• Modèles rotationnels
• Modèle vibrationnel
• Vibration octupolaire
• États multiphonons
• Transition de forme
• Diffusion inélastique
• Samarium
• Germanium

Résumé

Les isotopes stables, pairs de samarium et de germanium ont été étudiés par le processus de diffusion inélastique de protons (Ep = 24 MeV) et d’apha (Eα= 36 MeV) 148-154 Sm(p,p’) ; 150-152 Sm(α,α’) ; 70-74 Ge(α,α’). Les cibles métalliques, très minces, enrichies et auto-supportées sont utilisées avec les faisceaux de protons et d'alpha, de haute qualité fournis par l'accélérateur Tandem van de Graaff d'Orsay. Les particules diffusées sont analysées en quantités de mouvement par le spectromètre magnétique, split-pole et sont localisées par un ensemble de détecteurs à haute résolution dans le plan focal du spectromètre. Les divers modèles collectifs nucléaires vibrationnel harmonique (VM) et anharmonique (AVM), rotationnel symétrique (SRM) et asymétrique (ARM), rotation-vibrationnel (RVM) et le modèle des bosons en interaction (IBM), utilisés dans les analyses des données expérimentales sont présentés. Les données expérimentales concernant les premiers niveaux des noyaux 148-150 Sm sont analysées dans le cadre de VM au second ordre. Les états multiphonons (1-,5-,3-) de ces noyaux sont étudiés pour la première fois. Ces analyses révèlent qu'il est nécessaire de tenir compte d'effet d'anharmonicité dans ces noyaux en particulier pour les états multiphonons. Quant aux noyaux 152-154Sm, les données concernant les premiers niveaux de la bande fondamentale (0+,2+,4+,6+) sont analysées dans le cadre de SRM. Ces niveaux et les niveaux (1-,3-,5-) bandes vibrationnelles octupolaires, kπ =0- pour les deux noyaux, sont pour la première fois, analysés simultanément et d'une façon cohérente, dans le cadre de RVM. Dans le cas de la diffusion inélastique 70-74 Ge (α,α'), les données pour les premiers niveaux de ces noyaux sont analysées dans le cadre des modèles VM, AVM et ARM. L'AVM donne une meilleure description globale des premiers niveaux de ces trois noyaux. Une méthode plus rigoureuse et cohérente de traiter l'effet d'anharmonicité dans les noyaux vibrationnels est présentée, en partant de l'Hamiltonien de Brink et Kerman ; les résultats obtenus par cette méthode sont très encourageants. L'application d'IBM aux analyses des données de diffusion inélastique est aussi présentée.

Titre traduit

Study of the shape transition by inelastic scattering : application to even samarium and germanium isotopes

Résumé

The stable even samarium and germanium isotopes have been studied by means of inelastic proton (Ep = 24 MeV) and aloha (Eα= 36 MeV) scattering: 148-154 Sm(p,p’) 150-152 Sm(α,α’) ; 70-74 Ge(α,α’). Enriched self-supporting, thin metallic targets are used with high quality proton and alpha beams furnished by the Orsay Tandem Van de Graaff accelerator. The scattered particles were momentum analysed by a split-pole magnetic spectrometer and were detected by an ensemble of position-sensitive, high resolution detecter placed at the focal plane of the spectrometer. The various collective nuclear models: vibrations harmonic (VM) and anharmonic (AVM), rotationnal symmetric (SRM)and asymmetric (ARM), rotation-vibration (RVM), and interacting bosons model (IBM), used in the analysis of the experimental data are presented. The data for the low-lying levels of 148-150 Sm are analysed in the frame-work of the second order VM. The multiple-phonon states (1-,5-,3-) are studied for the first time in these nuclei. These analyses revealed that effects of anharmonicity should be considered especially for the multiphonon states. The data for the low-lying members of the ground states band (0+,2+,4+,6+) of 152-154Sm are analysed in the frame-work of SRM. The ground-state band and the octupole-vibrationnal band KIT= 0, (1-,3-,5-), of these two nuclei are for the first time, analysed simultaneous and in a coherent fashion, in the frame-work of the RVM. In the case of the inelastic 70-74 Ge (α,α'), experiments, the data for the low-lying states are analysed in the frame-work of the ARM, VM and AVM. The AVM is found to give a better description of the low-lying states of these three nuclei. A more rigorous and coherent method of treating the anharmonicity in vibrationnal nuclei is presented, starting from the Hamiltonien of Brink and Kerman ; the results obtained by this method is very encouraging. The application of the IBM to the analysis of inelastic scattering data is presented.