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Physique nucléaire

PHYSIQUE THEORIQUE & PHENOMENOLOGIE

L’activité de l’équipe « Théorie et Phénoménologie » se décline en trois thématiques principales, à savoir la modélisation microscopique des astres compacts, la physique des atomes ultra-froids, et les simulations numériques.
Première observation de la coalescence de deux étoiles à neutrons, avec les signaux gravitationnel et électromagnétique associés. National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.)
Première observation de la coalescence de deux étoiles à neutrons, avec les signaux gravitationnel et électromagnétique associés. National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.)
Estimation bayesienne du moment d’inertie (en ordonnées) et de l’épaisseur (en abscisses) d’une étoile à neutron de masse M=1.4Mo, avec prise en compte des contraintes provenant des données expérimentales en physique nucléaire, des calculs ab-initio, et des contraintes observationnelles. Les symboles donnent les prédictions de quelques modèles populaires d’équation d’état.

Modélisation microscopique des astres compacts

Depuis la récente (2017) détection d’ondes gravitationnelles (OG) lors de la coalescence de deux étoiles à neutrons (NS) et la naissance d’une véritable astronomie multi-messager associée, il est clair que la physique nucléaire a un rôle clé à jouer dans la compréhension de ces phénomènes astrophysiques spectaculaires, en fournissant des données théoriques et expérimentales microscopiques qui peuvent être mises en connexion directe avec les observations. 

Physique des atomes ultra-froids

Les gaz atomiques piégés dans des réseaux optiques permettent une réalisation quasi-parfaite des Hamiltoniens utilisés en physique de la matière condensée. Dans ce contexte, un enjeu majeur réside dans l’appréhension des propriétés à basse énergie du modèle de Hubbard en géométrie bidimensionnelle en raison de ses possibles connexions avec la supraconductivité à haute température critique des cuprates. Les travaux menés au LPC ont poursuivi l’objectif d’une détermination de l’état fondamental de ce modèle en fonction de l’interaction sur site et de la densité.

Diagramme de phase résultant de l'approche HF/BdG à symétrie projetée pour les fermions froids à interaction répulsive dans des tubes optiques. Les couleurs font référence aux différents ordres magnétiques (de charge), révélés par un pic dans la transformée de Fourier de la fonction d'autocorrélation du spin (densité).
RFQ-COOLER_Lighting element

Simulations numériques

Dans le cadre de la hadronthérapie, il est nécessaire de développer des modèles de fragmentation du Carbone sur des cibles d’intérêt médical. Un modèle a été développé et comparé avec les résultats obtenus par le groupe « AMI » au GANIL. Il sera implémenté dans GEANT4. Les expériences du groupe « Mesures de précision à basse énergie» utilisent des pièges de Paul couplés à des « RFQ-Cooler ». Une simulation microscopique de l’interaction ion-atome est nécessaire et a été développé pour pouvoir prédire le comportement du nuage d’ions dans le piège.

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