Semi-classical approach of heavy ion physics at intermediate energies

Approche Semi-Classique de la Physique des Ions Lourds aux Énergies Intermédiaires

Loïc Vinet (1)

1 GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds

The study of heavy ion collisions at intermediate energies (10 to 100 MeV/A), can be undertaken by a semi-classical approach: the nuclear Vlasov equation. It is possible to decompose the one body distribution function over a suitable coherent state basis for dynamical studies. This method is applied for colliding slabs, and the results are compared with those of TDHF. With imposed spherical symmetry, the isoscalar monopole resonance, evaporation, formation of bubble nuclei and total evaporation, are obtained. The extension to three dimensions and to the Landau-Vlasov equation through the residual interaction included in the Uehling-Uhlenbeck collision term, permits a general study of the dynamical instability of highly excited nuclei. The application to heavy ion collisions gives a description of both the main mechanisms of reaction, and the ineffective fusion for the system 40Ar (35 MeV/A) + 27Al. Alpha particle multiplicities in correlation with evaporated residues in the experience 40Ar (27 MeV/A) + 27Al, have been extracted. From theoretical results, different scenari are proposed (entrance channel limitation and exit channel disintegration), in order to explain the disappearance of the fusion component observed for this system at energies above 32 MeV/A

L’étude des collisions entre ions lourds dans le domaine des énergies intermédiaires (10 a 100 MeV/A) peut être abordée par une approche semi-classique: l’équation de Vlasov nucléaire. Il est possible de décomposer la fonction de distribution a un corps sur une base d'états cohérents appropriée aux études dynamiques. Cette méthode est appliquée au cas des dalles de matière nucléaire semi-infinie et les résultats sont compares a ceux de TDHF. A symétrie sphérique, la résonance géante monopolaire isoscalaire, les régimes d’évaporation, de formation de noyaux bulles et de vaporisation complète sont obtenus. L'extension a trois dimensions d'espace indépendantes et a l’équation de Landau-Vlasov ou les interactions résiduelles a deux corps sont prises en compte par le terme de collision de Uehling-Uhlenbeck, a conduit a l’étude générale de l’instabilité dynamique des noyaux fortement excites. L'application aux collisions d'ions lourds donne une description des principaux mécanismes de réaction, et fait apparaitre un mécanisme de fusion inefficace pour la réaction 40Ar (35 MeV/A) + 27Al. Les multiplicités de particules alpha en coïncidence avec les résidus d’évaporation détectés dans l’expérience 40Ar (27 MeV/A) + 27Al, ont été extraites. Au regard des résultats théoriques, différents scénarios sont proposes (limitation de voie d’entrée et désintégration en voie de sortie) pour expliquer la disparition de la composante de fusion observée pour ce système au-delà de 32 MeV/A

Mots clés: boltzmann-vlasov equation; nuclear fragmentation; heavy ion reactions; targets; nuclear reaction kinetics

Mots clés: Equation Boltzman-Vlasov; Fragmentation nucléaire; Réaction ions lourds; Cible; Cinétique réaction nucléaire

Domaines: Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]

Loïc Vinet. Approche Semi-Classique de la Physique des Ions Lourds aux Énergies Intermédiaires. Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]. Université de Paris-Sud, 1986. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02025306⟩