Faculté des sciences

Study of 110Cd using the (n, n'γ) reaction and 114Te using the (α, 2n) reaction

Corminboeuf, Frédéric ; Jolie, Jan (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Fribourg : 2000 ; Nr. 1326.

L'étude de la structure nucléaire est un des domaines de recherche en physique nucléaire qui a connu un important développement. Il a demandé un grand effort tant de la part des expérimentateurs que des théoriciens, pour mieux comprendre le problème à N-corps posé par le noyau atomique. Dans le cadre de cette thèse, nous avons testé plusieurs modèles nucléaires pour deux noyaux : le... Plus

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    Résumé
    L'étude de la structure nucléaire est un des domaines de recherche en physique nucléaire qui a connu un important développement. Il a demandé un grand effort tant de la part des expérimentateurs que des théoriciens, pour mieux comprendre le problème à N-corps posé par le noyau atomique. Dans le cadre de cette thèse, nous avons testé plusieurs modèles nucléaires pour deux noyaux : le 110Cd et le 114Te. Ce choix ne s'est pas fait au hasard. En effet le 110Cd est considéré comme l'un des meilleurs exemples de noyaux vibrationnels. De plus, la présence d'une deuxième structure, appelée deux particules - deux trous, fut clairement établie il y a quelques années. Le 114Te est supposé exhiber lui aussi une structure deux particules - deux trous comme le 110Cd. C'est pourquoi un des buts de l'étude de cet isotope est de déterminer la présence d'états intrus à basse énergie. Il existe plusieurs façons expérimentales d'étudier la structure du noyau atomique. Dans ce travail, nous avons utilisé deux techniques différentes. La première méthode consite à extraire les temps de vie des états nucléaires du 110Cd peuplés par une réaction induite par des neutrons rapides. En utilisant la méthode de l'atténuation du décalage Doppler, il est alors possible d'obtenir le temps de vie des niveaux nucléaires d'intéret. La détermination du temps de vie est importante car elle permet d'avoir directement accès à la connaissance des taux de transitions réduites et par conséquent de savoir si un état excité a un caractère collectif ou non. Les résultats obtenus ont été comparés à différents modèles tels le modèle collectif, le modèle U(5)-O(6) et le modèle des bosons en interactions (IBM). La deuxième méthode pour explorer la structure nucléaire d'un noyau est de construire son schéma de niveaux. Nous pouvons ensuite le comparer à différentes prédictions théoriques. C'est pourquoi, nous avons étudié le 114Te en utilisant la réaction (a, 2n). A l'aide d'un ensemble de mesures effectuées à l'Institut Paul Scherrer (PSI) de Villigen (CH), nous avons pu montrer que le 114Te était un bon candidat pour la symmétrie dynamique U(5), mais malheureusement nous n'avons pu établir la présence d'états intrus à basse énergie.
    Summary
    The study of nuclear structure is one of the research domains in nuclear physics which have known an important development. It has asked a great effort for the experimenters as well as the theoreticians to study in detail the nuclear many-body problem. In the framework of this thesis, we have tested several nuclear models for two nuclei: 110Cd and 114Te. This choice has not been made at random. Actually, 110Cd is considered as one of the best example of a vibrational nucleus. Moreover, the presence of a second structure, so called two particles - two holes, has been clearly established some years ago. 114Te is also supposed to exhibit a two particles - two holes structure as 110Cd. It is why one of the aim of the study of this isotope is to determine the presence of low-lying intruder states. There exist several experimental manners to study the nuclear structure of the atomic nucleus. In this work, we have used two different techniques. The first one consists to extract lifetimes of the nuclear states in 110Cd populate by induced neutron reaction. Using the Doppler shift method, we can then obtain the lifetimes of the levels of interest. The determination of lifetimes is important because it allows to have direct access to the reduced transition rates and so to know if a state has a collective character or not. The obtained results have been compared to different models such as the collective model, the U(5)- O(6) model and the Interacting Boson Model (IBM). The second method to investigate the nuclear structure of a nucleus consist to build his level scheme. We can next compare it with different theoretical predictions. Consequently, we have studied 114Te by using the (a,2n) reaction. A set of experiments were made at the Paul Scherrer Institute (PSI) of Villigen (CH). We have shown that 114Te was a good candidate for nuclei exhibiting the U(5) dynamical symmetry, but no evidence of the presence of intruder states at low-lying energy was found.