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Actualités

Masterclasse à l’IPN : une première !

Masterclasse IPNLe 4 avril dernier, l’IPN d’Orsay a reçu pour la première fois une classe de lycéens de 1ere et Terminale S dans le cadre des "masterclasses" pilotées par le CERN, le réseau européen Eppog et relayées en France par l’IN2P3.

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Et de 4 !...

cryomodule"Prof" le quatrième cryomodule de la série des 7 destinés à équiper l'accélérateur LINAG de SPIRAL2 est arrivé à GANIL fin janvier. Il rejoint ses frères,"Simplet", "Timide" et "Atchoum" et complète ainsi la famille de cryomodules de type B qui ont été jusqu'ici testés et validés dans les temps et avec succès par l'IPN d'Orsay.

 

Le livre "L'énergie à découvert

L'énergie à découvertLe livre "L'énergie à découvert"  vient de paraître aux Editions du CNRS.
Cet ouvrage collectif piloté par le CNRS offre un panorama complet pour tout savoir sur les enjeux de l'énergie au XXIe siècle.  L'IPN y a notamment contribué au travers de trois articles :  "Les différentes formes de l'énergie" (Sandra Bouneau, IPN Orsay), "Principe de fonctionnement d'un réacteur nucléaire" (Sylvain David, IPN Orsay & Bernard Bonin, CEA/DEN Saclay) et "Les réacteurs hybrides" (Sylvain David, IPN Orsay et Annick Billebaud, LPSC Grenoble).

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Nouvelles scientifiques

Recherche de photons lourds au laboratoire Jefferson

HPS reachL'expérience HPS (Heavy Photon Search) au laboratoire Jefferson (États-Unis) a pour but de rechercher un nouveau boson vecteur massif (appelé photon lourd ou photon sombre) ayant une masse entre 20 MeV à 1000 MeV. L’existence d'une telle particule serait liée à une symétrie U(1) supplémentaire dans la nature, elle interagirait alors naturellement, mais de manière fortement réduite, avec la charge électrique classique. En effet, pour comprendre la nature de la matière et de l'énergie noires l'exploration de nouveaux secteurs est primordiale. Les faibles contraintes théoriques existant sur les caractéristiques de tels secteurs nous poussent donc à explorer un grand espace de masses et de couplage à la matière standard. Lors d'une semaine de tests au laboratoire Jefferson avec un faisceau de photons au printemps 2012 nous avons pu tester et valider le détecteur proposé pour l'expérience. La désintégration du photon lourd en une paire électron-positron nécessite l'usage d'un trajectographe en silicium et d'un calorimètre électromagnétique. La partie principale de l'expérience est à présent en préparation durant laquelle nous allons recueillir plusieurs semaines de données dès la fin 2014. Dans ce but, les différents éléments du détecteur de test vont être améliorés pour permettre une recherche de photons lourds optimale. Grâce aux financements obtenus auprès de l'Agence Nationale pour la Recherche (ANR) et de la région Île-de-France (programme SESAME), l’Institut de Physique Nucléaire (IPN) d'Orsay va pouvoir mettre en œuvre les améliorations nécessaires au calorimètre électromagnétique de l'expérience. Participent à l'expérience de nombreux collaborateurs à travers le monde, principalement au SLAC à Stanford (États-Unis), au laboratoire Jefferson (États-Unis), à l'INFN (Italie) et dans de nombreuses universités américaines.

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publications récentes

B. Borderie, M.-F. Rivet, G. Ademard, E. Galichet

Constrained caloric curves and phase transition for hot nuclei

Phys. Lett. B 723, 140 (2013)

Depuis près de vingt ans la signature d’une transition de phase du premier ordre pour les noyaux chauds à l’aide de courbes caloriques faisait débat. Des simulations reproduisant remarquablement les données expérimentales relatives à la multifragmentation de noyaux de fusion issus de collisions 129Xe+natSn ont été utilisées pour extraire, événement par événement, les propriétés au freeze-out qui caractérisent l’état d’un système nucléaire. A partir de ces propriétés  et des températures mesurées grâce aux fluctuations quantiques, des courbes caloriques à différents volumes moyens constants et sous différentes contraintes en pression ont été construites. Ces courbes présentent le comportement théorique attendu pour une transition de phase du premier ordre pour un système fini : une évolution monotone à volume moyen constant et la présence d’un « backbending » à pression contrainte.

F. Gagnon-Moisan, E. Galichet, M.-F. Rivet, B. Borderie, G. Ademard

New isospin effects in central heavy-ion collisions at Fermi energies

Phys. Rev. C 86, 044617 (2012)

Différents faisceaux d’isotopes de xénon bombardant des cibles de différents isotopes d’étain ont permis de mettre en évidence de nouveaux effets d’isospin associés au mécanisme de fusion- multifragmentation. La multiplicité moyenne de fragments ainsi que leur énergie cinétique moyenne augmente avec le rapport N/Z du système. Une comparaison avec un modèle de transport stochastique permet d’attribuer l’augmentation de multiplicité à la phase de multifragmentation avant désexcitation secondaire. Par ailleurs, la charge totale liée en fragments est proposée comme variable sensible alternative pour contraindre l’énergie de symétrie.

E. Tomasi-Gustafsson

Egle1

Nucl. Phys. A920 (2013) 45

P. Napolitani et M. Colonna

Bifurcations in Boltzmann-Langevin One Body dynamics for fermionic systems

Phys. Lett. B 726 (2013) 382

Des systèmes nucléaires dilués formés dans des collisions centrales d'ions lourds aux énergies de Fermi peuvent fluctuer entre deux mécanismes énergétiquement favorables: soit revenir à une forme compacte, soit se désintégrer en plusieurs morceaux. Ce comportement, observé expérimentalement (expériences INDRA au Ganil), est décrit quantitativement par un nouveau modèle de transport basé sur la solution de l'équation de Boltzmann–Langevin à trois dimensions. Ce modèle (BLOB, Boltzmann Langevin One Body) a été conçu pour décrire des trajectoires dynamiques bifurcantes dans la dynamique fermionique dissipative.

Alaa Dbeyssi, Egle Tomasi-Gustafsson

Tests of optical glues for the PANDA electromagnetic calorimeter

Nucl. Instrum. Meth. A 722, 82-86 (2013)

M. Grasso

Second random-phase approximation with the Gogny force : First applications

 Phys. Rev. C 86, 021304(R) (2012)

La seconde 'random-phase approximation' (SRPA) est une extension de la RPA, où les configurations 1 particule- 1 trou de la RPA sont couplées et mélangées au configurations 2 particule- 2 trou (2p2h). Cela permet une description plus riche des états excités de basse énergie ainsi que des résonances géantes, et fournit aussi un cadre où les largeurs des états excités peuvent être décrites grâce au couplage avec les configurations 2p2h.

Ces dernières années, les premiers calculs de SRPA avec l'interaction de Skyrme ont été réalisés sans recourir aux approximations usuelles qui simplifient le calcul numérique. Dans ces calculs, tous les termes ont été pris en compte dans la matrice à diagonaliser et les termes de réarrangement ont été calculés et inclus proprement.

Sur la base de cette expertise acquise avec l'interaction de Skyrme, nous avons récemment réalisé le même type de calcul avec l'interaction de portée finie de Gogny et nous avons montré les premières applications. Si, d'une part, les termes de portée finie de l'interaction de Gogny apportent une plus grande stabilité aux résultats par rapport à l'interaction de Skyrme, certaines anomalies apparaissent : il s'avère que certains éléments de matrice de type neutron-proton sont trop grands et pèsent trop dans la diagonalisation. En effet, ce canal de l'interaction de Gogny n'est pas du tout contraint par les procédures usuelles d'ajustement des paramètres. Nos calculs indiquent clairement la nécessité de mieux maîtriser cette contribution neutron-proton de l'interaction en étendant les procédures d'ajustement. Une piste possible pourrait être de contraindre (ou au moins de tester) les jeux de paramètres en appliquant le modèle RPA avec échange de charge, où des éléments de matrice neutron-proton contribuent de manière naturelle dans le calcul.

M. Grasso

Tensor and tensor-isospin terms in the effective Gogny interaction

Phys. Rev. C 86, 054302 (2012)

Depuis quelques années, l'importance et les effets du terme tensoriel sont largement discutés et débattus dans le cadre de l'approche de champ moyen. La contribution du terme tensoriel est analysée surtout en liaison avec l'évolution de la structure des noyaux loin de la stabilité et les modifications des nombres magiques dans les  noyaux exotiques. La plupart de ces études ont été réalisée avec l'interaction de portée nulle de Skyrme.

 

Dans ce travail, nous avons inclus, dans l'interaction de portée finie de Gogny, un terme tensoriel pur ainsi qu'un terme tensoriel dans le canal d'isospin. Les deux termes ont été choisis de portée finie (termes gaussiens). Nous montrons que ce choix permet de séparer et d’ajuster de manière indépendante les contributions tensorielles de type neutron-proton et de type neutron-neutron ou proton-proton. En utilisant ces deux degrés de liberté, nous avons ajusté les paramètres qui caractérisent le terme tensoriel de manière à reproduire certaines énergies à une particule du noyau 48Ca dans son état fondamental, ainsi que l'énergie du premier état excité 0- du noyau 16O. Nous montrons que cette combinaison de paramètres permet de prédire correctement l'évolution des gaps N=14, 28 et 90, qui n'est pas bien décrite avec l'interaction de Gogny en négligeant le terme tensoriel.

Alaa Dbeyssi, Egle Tomasi-Gustafsson

Proton-antiproton annihilation into massive leptons and polarization phenomena

Nucl. Phys. A 894, 20 (2012)

E. Khan, J. Margueron, and I. Vidaña

Constraining the Nuclear Equation of State at Subsaturation Densities

Phys. Rev. Lett. 109, 092501 -- Published 27 August 2012

L'un des enjeux actuel en astrophysique nucléaire concerne le processus d'effondrement stellaire, aussi appelé supernova, qu'il est encore très difficile de reproduire dans les simulations numériques. L'équation d'état de la matière stellaire joue ici un rôle fondamental dans la compréhension de la physique de la partie centrale de l'étoile qui s'effondre sur elle-même. En particulier, la compressibilité de cette matière très dense détermine le moment et la force du rebond qui transforme un effondrement et une explosion des parties externes de l'étoile. Il est communément admis qu'une compressibilité faible induit un rebond plus élastique dans le processus dynamique et une meilleure conversion de l'énergie d'effondrement en énergie d'onde de choc. La compressibilité de la matière peut être mesurée en laboratoire en étudiant la façon dont le noyau respire après une compression induite par une collision. Le lien entre l'expérience de laboratoire, d'une part, et la propriété de compression de la matière, d'autre part, ne permettait pas jusqu'alors de déterminer une incompressibilité faible ou forte de la matière nucléaire au sein de ces étoiles. Cette imprécision sur la valeur de la compressibilité a une incidence importante la dynamique de la supernova. Dans ce travail, nous avons apporté une lumière nouvelle sur le lien entre l'expérience de respiration du noyau faite en laboratoire et la propriété de la matière dense pour les supernovae. En particulier, nous montrons que l'expérience de laboratoire apporte une contrainte non pas sur la compressibilité des noyaux - ce qui explique la difficulté à la contraindre - mais sur variation de la compressibilité en fonction de la densité de matière. Ce travail représente donc une avancée dans la compréhension du lien entre les expériences en laboratoire et la modélisation des effondrements gravitationnels et permettra de mieux contraindre les modèles microscopiques utilisés en astrophysique.

B. Hy, N. Barré-Boscher, A. Özgümüs, B. Roussière, S. Tusseau-Nenez, C. Lau, M. Cheikh Mhamed, M. Raynaud, A. Said, K. Kolos, E. Cottereau, S. Essabaa, O. Tougait(*), M. Pasturel (*) (*) Sciences Chimiques de Rennes (UMR 6226) CNRS – Université de Rennes 1, Campus de Beaulieu, F-35042 RENNES Cedex, France

An off-line method to characterize the fission product release from uranium carbide-target prototypes developed for SPIRAL2 project

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 288 (2012) 34–41

In the context of radioactive ion beams, fission targets, often based on uranium compounds, have been used for more than 50 years at isotope separator on line facilities. The development of several projects of second generation facilities aiming at intensities two or three orders of magnitude higher than today puts an emphasis on the properties of the uranium fission targets. A study, driven by Institut de Physique Nucléaire d’Orsay (IPNO), has been started within the SPIRAL2 project to try and fully understand the behavior of these targets. In this paper, we have focused on five uranium carbide based targets. We present an off-line method to characterize their fission product release and the results are examined in conjunction with physical characteristics of each material such as the microstructure, the porosity and the chemical composition.

"Afin de produire des faisceaux d'ions radioactifs, des cibles de fission composés de carbure d'uranium ont été utilisées depuis plus de 50 ans dans les installations de séparation d'isotopes en ligne. Les projets d'installation de deuxième génération avec des intensités de faisceaux de deux à trois ordres de grandeur plus élevées qu'aujourd'hui s'appuient sur l'étude et le développement de cibles de fission. Un programme de R&D mené par l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO) a été lancé dans le cadre du projet SPIRAL2 pour essayer de bien comprendre le comportement de ces cibles. Dans cet article, nous nous sommes concentrés sur cinq cibles prototypes composées de carbure d'uranium. Nous présentons une méthode hors ligne pour caractériser leur relâchement de produits de fission et les résultats obtenus sont examinés en corrélation avec les caractéristiques physiques de chaque matériau cible tels que la microstructure, la porosité et la composition chimique. »

E. Tomasi-Gustafsson et A. Dbeyssi

General analysis and numerical estimations of polarization observables in

reaction in an exclusive experimental setup

Phys. Rev. C 86, 025204 (2012)

M. Assié, L. Perrot, I. Stefan

Spectroscopy of (18)Na: Bridging the two-proton radioactivity of (19)Mg

PHYSICS LETTERS B, 712 issue 3 (2012)  p198

Lorsque l'on se rapproche des limites d'existence, l'interaction d'appariement fait apparaître des noyaux qui sont liés vis-à-vis de l'émission d'un proton mais non liés vis-à-vis de l'émission de deux protons. Ces émetteurs deux-protons se répartissent en deux catégories : les noyaux légers de durée de vie courte (< 10-18 s) et les noyaux de masse intermédiaire (45Fe, 54Zn) de durée de vie de l'ordre de la milliseconde. Pour ces deux catégories, le mécanisme d'émission à trois corps reste peu connu. Les deux protons peuvent être émis au continuum simultanément à la condition que les états du noyau émetteur et du noyau intermédiaire aient des largeurs suffisamment faibles pour qu'il n'y ait pas recouvrement. Dans le cas contraire, l'émission a lieu de façon séquentielle via les états du noyau intermédiaire. La spectroscopie du noyau intermédiaire de l'émission est donc cruciale pour comprendre le mécanisme d'émission à trois corps. Le seul émetteur deux-protons pour lequel le noyau intermédiaire est accessible expérimentalement aujourd'hui est le 19Mg. Sa durée de vie, mesurée expérimentalement, est de 4 ps et les corrélations angulaires entre les deux protons émis sont bien reproduites par un modèle de décroissance à trois corps en supposant que sa configuration dominante est d2. Les prédictions de ce modèle dépendent fortement des hypothèses choisies pour la structure du 18Na, son noyau intermédiaire.

Pour étudier ce noyau, la diffusion élastique résonante H(17Ne,p)17Ne a été réalisée au GANIL. La comparaison de la fonction d'excitation ainsi obtenue avec un calcul de matrice R a permis de déduire la structure du 18Na. L'observation d'états d'onde s a beaucoup plus basses énergies que celles prédites par les modèles implique une augmentation de la composante s2 du 19Mg. Cela aurait pour effet de réduire fortement la durée de vie du 19Mg. Cependant la structure du 18Na étant construite principalement sur le premier état excité du 17Ne, cela devrait aussi être le cas pour le 19Mg.

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6ème édition de l'Ecole
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23-28 mars 2014

Inscriptions avant le 31/12/2013 sur

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L'Ecole internationale Joliot-Curie 2014

se déroulera à Fréjus

du 28 septembre au 3 octobre 2014

sur le thème " Neutrons and Nuclei"

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