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Structure en couche, magicité... l’exemple de la fermeture de couche N=28

Stéphane Grévy, GANIL Caen
Vendredi 6 Mars 2009 à 10h30 - salle des Séminaires

La structure en couche du noyau et les fermetures de couches associées constituent l’une des pierre angulaire de la description du noyau atomique. Les noyaux possédant un nombre magique de nucléons exhibent des caractéristiques bien particulières telles qu’un premier état excité avec une grande énergie, une faible probabilité d’excitation ou encore une forme sphérique. Il est cependant établi expérimentalement depuis plusieurs années que les fermetures de couches ne sont pas ces inamovibles piliers imaginés dans les années 50. La disparition soudaine du nombre magique N=20 entre le 34Si et le 32Mg a été observée expérimentalement au milieu des années 80 grâce à l’utilisation des premiers faisceaux radioactifs du CERN et interprétée comme une manifestation d’orbitales ’intruses’ dans l’état fondamental de ce noyau. Il a été montré récemment que cette modification de la structure des noyaux riches en neutron à N=20 peut être comprise en prenant en compte des termes spécifiques de l’interaction nucléon-nucléon, en particulier la force tenseur. La fermeture de couche N=28 a, elle aussi, été l’objet d’études expérimentales intensives à partir du début des années 90, en particulier auprès de l’accélérateur GANIL. On peut rappeler que N=28 est la première fermeture de couche dont l’origine se trouve dans l’interaction spin-orbite postulée par Maria Goeppert-Mayer en 1949. Doit on s’attendre, de façon similaire à ce qui est observé à N=20, à une disparition du caractère magique de la fermeture de couche N=28 pour les noyaux exotique ? Dans l’affirmative, quels seraient les mécanismes responsables d’une telle modification ? Après une introduction sur les fondements de la structure en couche, je rappellerai les travaux expérimentaux et théoriques qui ont porté sur l’étude de la fermeture de couche N=28 depuis le milieu des années 80. Je parlerai des développements récents, tant d’un point de vue expérimental que du point de vue de la théorie en essayant de montrer quelle a été l’évolution de notre compréhension concernant les changement de structure des noyaux exotiques riches en neutrons à N=28 par rapport aux données expérimentales disponibles.

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