Diagramme de phase de la matière nucléaire
L’équation d’état détermine également le diagramme des phases de la matière nucléaire, notamment en ce qui concerne les points critiques et les frontières (transitions) entre les phases liquide, liquide-gaz et gaz. A titre d’exemple, la transition de phase liquide-gaz définit la zone de coexistence dans le plan densité-température dans laquelle la multifragmentation (émission simultanée de fragments) est censée se produire comme le montre la figure 2 ci-dessous. Le mécanisme à l’origine de la multifragmentation est lié à la présence d’instabilités mécaniques induisant des variations de densité qui pour certains longueurs d’ondes sont exponentiellement amplifiées dans le milieu nucléaire; c’est la notion de décomposition spinodale.
La connaissance de l’équation d’état est ainsi un axe important des recherches menées en physique nucléaire pour son caractère fondamental lié à la relation qu’elle entretient avec l’interaction nucléaire dans le milieu et permet de mieux contraindre les approches théoriques dérivées des fonctionnelles de la densité ou du champ effectif.
Figure 2: Diagramme des phases de la matière nucléaire dans le plan densité-température. La phase liquide se trouve à droite pour les densités les plus élevées et la phase gazeuse à gauche. La zone en bleu définit la zone de coexistence entre la phase liquide et gaz.