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Instabilités liquide-gaz dans la matière nucléaire et la matière d’étoile

Camille DUCOIN, INFN - Sezione di Catania
Vendredi 8 Février 2008 à 10h30 - Salle des Séminaires

La matière nucléaire présente une transition de phase de type liquide-gaz, que l’on rencontre aux densités inférieures à la densité de saturation. Cette propriété est due au profil de l’interaction nucléaire, similaire à celui des forces de Van der Waals responsables de la transition liquide-gaz de l’eau. La transition liquide-gaz nucléaire intervient dans la physique des collisions d’ions lourds : le phénomène de multifragmentation (observé pour les collisions aux énergies de Fermi) est souvent interprété comme une de ses manifestations. Cette transition joue également un rôle dans l’astrophysique des astres compactes : elle produit des inhomogénéités dans la matière d’étoile, affectant ses propriétés mécaniques et radiatives.
Dans les noyaux comme dans la matière d’étoile, la transition liquide-gaz se manifeste par des instabilités de taille finie, conduisant à la formation de clusters. Dans le travail qui sera présenté, ces instabilités sont caractérisées en étudiant l’effet de fluctuations de densité de petite amplitude dans la matière homogène. Le système nucléaire est décrit au moyen d’une fonctionnelle d’énergie de type Skyrme, en fonction de la température et de l’asymétrie neutrons-protons. En déterminant la dynamique initiale de la décomposition, l’on peut estimer les propriétés des clusters résultants : les prédictions d’approches semi-classiques seront ici comparées à une approche RPA purement quantique. Le rôle des instabilités liquide-gaz en multifragmentation et leurs conséquences pour les étoiles compactes seront évoqués.