IReS N d'ordre

Louis Pasteur

Description

Niveau: Supérieur
IReS-03-01 N? d'ordre 4174 THESE pour obtenir le grade de Docteur de l'Universite Louis Pasteur de Strasbourg Discipline : Physique Nucleaire presentee par Eric Poirier Titre Decroissance Gamow-Teller et deformation nucleaire : mise en œuvre d'un nouveau spectrometre a absorption totale, etude d'isotopes N ? Z de krypton et strontium soutenue publiquement le 6 decembre 2002 devant la commission d'examen : B. Blank Rapporteur externe P. Dessagne Directeur de these J. Dudek President et rapporteur interne P. Van Duppen Rapporteur externe M. Lewitowicz Examinateur

• jerzy dudek


• dudek president


• piet van


• sandrine pour les pauses cafe


• rapporteur externe


• nou- veau systeme d'acquisition sam2000

Sujets

• Walter
• Baumann
• Pasteur
• Poirier
• Michalon
• Humbert
• Jerzy Dudek

Informations

• Publié par: profil-nechor-2012
• Publié le: 01 décembre 2002
• Nombre de lectures: 35
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

IReS-03-01
◦N d’ordre 4174
THESE
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Universit´eLouisPasteurdeStrasbourg
Discipline : Physique Nucl´eaire
pr´esent´ee par
Eric Poirier
Titre
D´ ecroissance Gamow-Teller et d´eformation nucl´eaire:
mise en œuvre d’un nouveau spectrom`etre `a
absorption totale,
´etude d’isotopes N ∼ Z de krypton et strontium
soutenue publiquement le 6 d´ecembre 2002 devant la commission d’examen :
B. Blank Rapporteur externe
P. Dessagne Directeur de th`ese
J. Dudek Pr´esident et rapporteur interne
P. Van Duppen Rapporteur externe
M. Lewitowicz ExaminateurAmafamille,av` ousFrancisqui
qui nous avez quitt´epr´ematur´ementRemerciements
Je souhaiterais tout d’abord adresser mes plus sinc`eres remerciements `a Philippe Des-
sagne et Christiane Mieh´e pour m’avoir acueilli au sein de leur ´equipe d`es mars 1999 a`
l’occasion de mon stage de DEA, pour m’avoir encadr´e, soutenu et ´eclair´e de leurs judi-
ciueux conseils durant ces trois ann´ees de travail. Ils ont toujours eu le recul n´ecessaire pour
me souffler leurs bonnes id´ees. Je n’oublie pas non plus Paule Baumann, Albert Knipper et
Guy Walter. Une mention sp´eciale `aFranc¸ois ”El gringo loco” pour ses journ´ees ponctu´ees de
”Ah, les blaireaux...” ou ”Allez viens, on se casse...” mais surtout pour sa sympathie et son
efficacit´e.Lasuitedelamentionsp´eciale va a` Fred ”Brassens”, l’homme al` aguitarequile
d´ emange, et a` Sandrine pour les pauses caf´e partag´ees `a refaire le monde. Parmi les proches,
que Genevi`eve trouve ici une expression de toute mon amiti´e et de toute la reconnaissance
que je lui dois pour m’avoir plus d’une fois encourag´e`a ne pas baisser les bras etat` erminer
ce que j’avais commenc´e. Merci pour tous ces bons moments et pour ˆetre venue m’ecouter ce
vendredi 6 d´ecembre 2002. J’ai d´ecouvert en toutes ces personnes bien plus que des chefs ou
des coll`egues de bureau, j’ai trouv´e des amis qui m’ont communiqu´e leur bonne humeur et
avecquij’aipartag´e la mienne et ´egalement, je le reconnais, mon caract`ere un peu abrupt...
Un grand merci `a Messieurs Bertram Blank, Jerzy Dudek, Piet Van Duppen et Marek
Lewitowicz pour avoir accept´e de composer mon jury de th`ese, relu mon manuscrit et surtout
pour avoir jet´e un regard critique sur mon travail.
J’aimerais exprimer ma profonde gratitude `a tout le personnel de l’Institut de Recherches
Subatomiques de Strasbourg qui a particip´edepr`es ou de loin `a ce travail. Je pense notam-
mentaB` ´eatrice Forrler et `a Denise Kueny qui ont g´ er´e avec beaucoup d’ardeur l’intendance
au cours de mes nombreux d´eplacements. Un grand merci a` Jean Devin, Christian Weber
et Christian Fuchs pour les longues soir´ees sacrifi´ees au CERN (notamment les samedi soirs
jusqu’aux dimanches matins de tr`es bonne heure ...) `a travailler et a` faire fonctionner le nou-
veau syst`eme d’acquisition SAM2000. Jean, merci d’avoir r´epar´e les modules que j’ai souvent
grill´e ... Merci a` vous, Bernard Humbert et Jacques Wurtz, pour votre disponibilit´e et votre
efficacit´e. Je suis ´egalement extrˆemement reconnaissant envers Benoit Speckel, incollable sur
Linux, et Alain Michalon, le pro du ”paw” et de GEANT. Sans vous, je n’aurais jamais
reussi `a faire mes calculs de simulation. Je tiens ´egalement a` remercier l’ensemble du person-
nel de l’atelier de m´ecanique pour les nombreuses heures pass´ees `a satisfaire nos exigences
(toujours dans les d´elais impartis) et pour avoir port´e`a bout de bras toute l’installation du
spectrom`etre et ses am´eliorations techniques. Voil` a Guy, Claude et Mathieu, finalement, ¸ca
amarch´e.Comment ne pas remercier tous les membres des collaborations Isolde et IS370 qui ont
pris part a` l’exp´erience et contribu´e`asonbond´eroulement. Finalement, tout ca¸ n’est et ne
doit rester qu’un travail d’´equipe. A ce titre, merci Jos´e Luis et merci Daniel pour m’avoir
initi´e aux simulations Monte-Carlo et a` la technique d’analyse. J’adresse mes plus sinc`eres
remerciements `a Maria et Olof pour m’avoir chaleureusement accueilli a` Madrid et pour
nos fructueuses discussions. Merci ´egalement a` Pedro Sarriguren, Elvira Moya de Guerra et
Alberto Escuderos de las Morenas pour leurs calculs et pour la patience dont ils ont fait
preuve lorsqu’il s’agissait de m’expliquer la philosophie du champ moyen.
En esp´erant sinc`erement n’avoir oubli´e personne ...
Ces quelques lignes sont maintenant d´edi´ees `a ma famille et aux tr`es proches. Quelques
mots et beaucoup de reconnaissance pour mes parents qui m’ont encourag´e`a m’exiler a`
Strasbourg en 1998, qui ont subvenu a` tous mes besoins, notamment financiers, et surtout
qui m’ont apport´e leur soutien inconditionnel durant toutes ces ann´ees. J’adresse un grand
merci `a la famille Math´ematique-Automatique, comprenez ma sœur et son mari, `aR´ejane
pour nos belles parties de rigolades, `a Eric pour ces belles ann´ees d’amiti´es, `a Lydie, Virginie,
Emmanuel, Chlo´eet`a toute la famille.
A ma femme qui partage ma vie depuis plus de quatre ans, qui m’a encourag´e, soutenu,
qui a support´e ma mauvaise humeur et mes soucis et qui a toujours cru, souvent `a ma place,
en ce que je faisais. Astrid, mon Ange, je ne sais pas si mille mercis sont suffisants pour tout
ce que tu as fait pour moi. Pour notre fils, Cl´ement, qui illumine notre vie depuis cinq mois,
qui m’a permis de m’´evader de mon quotidien de th´esard en phase terminale et de penser
a` autre chose qu’` a des distributions de force Gamow-Teller lorsque je rentrais `alamaison.
Pour tout ¸ca et surtout pour le bonheur que tu nous apportes, merci. A tous les deux, je
vous d´ edie ce travail.
Strasbourg, d´ecembre 2002.Table des mati`eres
Introduction 1
I Motivations physiques 3
I.1 G´en´eralit´es .................................... 3
I.1.1 La d´ecroissance β ........ 3
I.1.2 TransitionsdeFermietdeGamow-Teler...... 5
I.2 La force β ..... 7
I.2.1 Distributiondeforce........................... 7
I.2.2 R´esonanceGamow-Teleretforcemanquante.... 8
I.3 La r´egion de masse A70....... 9
I.4 D´ecroissance Gamow-Teller et d´eformation......... 12
I.4.1 Avanc´ees th´eoriques ........................... 12
I.4.2 LeformalismeHF+BCS+QRPA .......... 13
I.5 Etat des connaissances en d´ecroissance β 2
II Le spectrom`etre TAgS 27
II.1 Caract´eristiquesprincipales ........................... 28
II.2 Les d´etecteurs ancillaires ........ 29
I.3Leblindage............... 30
II.4 Efficacit´es de d´etection et r´esolution en ´energie....... 36
II.4.1Lesperformancesducristal ....................... 36
II.4.2 Efficacit´es en configuration exp´erimentale...... 37
II.5 R´eponsed’uncristaldeioduredesodium.......... 39
II.5.1 Propri´et´esd’uncristaldeioduredesodium..... 39
II.5.2 L’empilement ´electronique........................ 42
II.5.2.1 Le probl`eme....... 42
II.5.2.2 La m´ethodedecorection 43
I.5.2.3CorectiondesspectresTAgS......... 46
II.6 La technique d’analyse des donn´es....................... 47
II.6.1 Construction de la matrice R . 49
I.6.2SimulationsMonte-Carlo.... 51
II.6.3 Validation de la fonction de r´eponse......... 53
II.6.4 D´etermination des alimentations β.......... 58
iIIIL’exp´erience 61
II.1Lesitedeproduction............................... 61
III.2 Le dispositif exp´erimental ....... 64
II.2.1Lacampagnesurlesisotopesdekrypton...... 64
II.2.2Lacampagnesurlesisotopesdestrontium..... 6
III.3 L’´electroniqued’acquisition ........................... 68
IV Analyse et r´esultats 71
74IV.1 Le noyau Kr.............. 71
IV.1.1 Le traitement des donn´es........................ 71
IV.1.1.1 La composante capture ´electronique..... 72
+IV.1.1.2 La composante β .... 78
IV.1.2 Les r´esultats........... 82
IV.1.2.1 La composante capture ´electronique............... 84
+IV.1.2.2 La composante β ............... 94
IV.1.2.3Conclusions .......10
76IV.2 Le noyau Sr..............102
IV.2.1 Le traitement des donn´es.............102
IV.2.1.1 La composante capture ´electronique.....102
+IV.2.1.2 La composante β ...............105
+IV.2.1.3 Le spectre total EC+β107
IV.2.2 Les r´esultats.....................14
+IV.2.2.1 La composante β ....15
+IV.2.2.2 Le spectre total EC+β ...........124
IV.2.2.3Conclusions .......13
VInterpr´etation des r´esultats 137
74V.1 L’´etat fondamental de Kr............................137
76V.2 L’´etattal de Sr142
Conclusions 147
A Calcul de la force Gamow-Teller et des erreurs associ´ees 151
B Valeurs tabul´ees de la force Gamow-Teller 155
74B.1 La d´ecroissance de Kr .............................15
76B.2 La d´ecroissance de Sr.........156
R´ ef´erences 159
iiTable des figures
I.1 Sch´ema de d´ecroissance d’un