Recherche.
PHYSIQUE NUCLEAIRE
STRUCTURE NUCLEAIRE
Structure des noyaux riches en neutrons. Etude de l’évolution de la structure en couches aux limites de la stabilité et au-delà. Etude des corrélations
Réactions directes
Nos activités à haute énergie sont centrées sur le RIBF-RIKEN (Japon), tandis que les études à basse énergie sont menées à l’ISAC2-TRIUMF (Canada) et au GANIL/SPIRAL1. Outre les laboratoires IN2P3 et CEA, des collaborations ont été établies avec des équipes au Japon, en Allemagne, en Grande-Bretagne, en Corée du Sud, au Canada, en Espagne et en Italie.
Ainsi, nos activités offrent la possibilité de suivre l’évolution de la structure le long des chaînes isotopiques, le transfert fournissant des informations spectroscopiques relativement détaillées (qui peuvent être utilisées pour mieux fixer les paramètres des modèles de structure, tels que le modèle en couches pour l’extrapolation à la ligne de goutte) et le knock-out permettant l’observation de nouveaux phénomènes et de changements significatifs dans la structure en couches (par exemple, de nouveaux nombres magiques).
EXPERTISES
DETECTION
INSTRUMENTATION
ANALYSE DES DONNEES
SIMULATIONS
PROCESSING DES DONNEES
réactions directes
À proximité, les états finaux sont généralement non liés et, à ce titre, tous les produits de désintégration en vol du faisceau (quasi-projectiles chargés, neutrons et, dans certains cas, rayonnement gamma) doivent être détectés et leurs impulsions mesurées. Cela permet de construire le spectre de masse invariante (ou énergie relative), ainsi que d’autres variables d’intérêt, telles que l’impulsion relative neutron-neutron. Le dispositif utilisé pour effectuer ces mesures au RIBF comprend le spectromètre magnétique SAMURAI (7 Tm) couplé au multidétecteur NEBULA composé de scintillateurs plastiques, qui a été complété en 2016-2017 par le démonstrateur NeuLAND. Si nécessaire, les multidétecteurs DALI2 (NaI) ou CATANA (CsI) sont utilisés pour détecter la désexcitation des états quasi-projectiles excités.
PARTICIPATION DU LABORATOIRE
NEBULA-Plus
Afin d’améliorer considérablement l’efficacité de détection des neutrons du multidétecteur NEBULA existant à SAMURAI (RIBF-RIKEN), deux murs supplémentaires (NEBULA-Plus), composées de 90 barres de scintillateur, ont été assemblés par le groupe en 2002. Afin de moderniser l’ensemble du système électronique d’acquisition de SAMURAI, les 90 nouvelles barres sont équipées du système d’électronique numérique FASTER développé au LPC Caen. NEBULA-Plus est financé par ANR EXPAND – « Explorations Across the Neutron Dripline ». NEBULA-Plus est désormais opérationnel à SAMURA depuis sa mise en service en avril 2023.
réactions de transfert
Pour cette recherche, qui s’est concentrée sur l’étude des réactions (d,p), un ensemble de siliciums segmentés (TiaRA, SHARC, MUST2/MUGAST), généralement en configuration quasi-Π, est utilisé en conjonction avec des détecteurs au germanium (TIGRESS et EXOGAM) afin d’identifier les désintégrations des états liés excités. En plus d’offrir une résolution supérieure à celle obtenue par la détection des protons, la mesure des cascades gamma peut fournir des informations complémentaires sur la parité de spin des niveaux. La configuration SHARC+TIGRESS a été utilisée à l’ISAC2-TRIUMF, tandis que le programme du GANIL a utilisé la combinaison TiaRA+MUST2+EXOGAM et, plus récemment, MUGAST+EXOGAM.
PARTICIPATION DU LABORATOIRE
GRIT
Le groupe joue un rôle clé dans le développement d’un nouveau multidétecteur à pistes en silicium couplé à AGATA pour les réactions directes à basse énergie. GRIT sera un multidétecteur compact à 4Π, qui nécessite le développement d’une électronique dédiée pour permettre le traitement des signaux d’environ 8 000 pistes, y compris la mise en œuvre de la discrimination de forme d’impulsion. Dans ce contexte, les équipes LPC Microelectronics et FASTER jouent un rôle majeur dans le développement du DAQ pour GRIT. Le projet est une collaboration entre l’IN2P3, l’INFN (Italie), le GANIL, Surrey (Royaume-Uni), l’USC Santiago (Espagne) et le BARC (Inde). Le calendrier prévisionnel prévoit la mise en service de GRIT à partir de 2029 au GANIL.
recherche et développement
STRASSE
Afin d’améliorer les capacités du programme de réaction directe à haute énergie, le groupe participe activement au projet STRASSE tracker (une collaboration menée par des collègues de l’université technique de Darmstadt) qui vise à améliorer la détection des vertex dans des cibles épaisses d’hydrogène liquide . Actuellement, le système MINOS utilisé pour de nombreuses expériences basées sur SAMURAI permet une détection des vertex avec une incertitude d’environ 5 mm. STRASSE vise à réduire cette incertitude à 1 mm, voire moins, en utilisant un réseau de pistes micrométriques en silicium dans une configuration à deux couches en forme de tonneau. Le couplage de STRASSE avec le multidétecteur CsI CATANA permettra de reconstruire la masse manquante pour les réactions (p,2p) et (p,3p). Le groupe est responsable de la conception et de la fabrication de la chambre de réaction, y compris les structures de support pour les détecteurs et l’électronique. STRASSE devrait être mis en service en 2026 au RIKEN.
HYPATIA
Suite au succès durable des détecteurs DALI2 et DALI2+, le réseau HYPATIA (HYbrid Photon detector Array To Investigate Atomic nuclei) est en cours de développement afin d’améliorer les expériences sur les rayons gamma avec des faisceaux pour les faisceaux d’isotopes rares ralentis et rapides au RIBF. HYPATIA sera composé d’une combinaison d’environ un millier de cristaux scintillants HR-GAGG(Ce) et CeBr3, qui remplaceront progressivement les cristaux NaI(Tl) de DALI2+ afin de permettre la poursuite du programme de physique. L’achèvement du projet devrait coïncider avec la mise à niveau prévue du RIBF en 2031.
PUBLICATIONS
- [tel-05455987] Τhe structure οf the mοst neutrοn-rich Bοrοn isοtοpes
The study of nuclei at the neutron dripline allows to investigate the limits ofexistence of nuclei. For this purpose, the boron isotopic chain is an ideal case of study as itexhibits a wide variety of different structures, that may potentially host exotic phenomena. This document proposes a study […]
- [hal-05166088] Direct proton transfer on $^{46}$Ar supports the presence of a charge density bubble linked to a novel nuclear structure below $^{48}$Ca
The $^{46}$Ar($^3$He,d)$^{47}$K reaction was performed in inverse kinematics using a radioactive $^{46}$Ar beam produced by the SPIRAL1 facility at GANIL and a cryogenic $^{3}$He target. The AGATA-MUGAST-VAMOS setup allowed the coincident measurement of the $γ$ rays, deuterons and recoiling […]
- [hal-05154950] Effects of BHF-corrected effective mass on sound speed, conformality and observables of dark matter admixed neutron stars
We construct an equation of state describing cold and dense matter in the core of neutron stars which includes an admixture of fermionic dark matter and incorporates nucleon effective masses derived from the relativistic Brueckner-Hartree-Fock (BHF) many-body approach within a relativistic […]
- [hal-05074570] Probing the pygmy dipole resonance of $^{50}$Ca by Coulomb excitation
An experiment to measure the electric dipole response of <sup loc="post">50</sup>Ca by Coulomb excitation in inverse kinematics has been carried out at RIKEN - RIBF. The combination of the SAMURAI spectrometer, the γ-ray detector array CATANA and both NeuLAND demonstrator and NEBULA […]
EQUIPE
ACHOURI Nadia Lynda | ALMASRI Batool | ANNE Audrey | BECK Tobias | DELAUNAY Franck | FLAVIGNY Freddy | GIBELIN Julien | MARQUES Francisco-Miguel | MATTA Adrien | OLIVEIRA Emeline | ORR Nigel
LPC Caen
LABORATOIRE DE PHYSIQUE CORPUSCULAIRE DE CAEN
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