Experimental and theoretical study of the fragment production in the Xe+Sn collisions from 25 to 150 A.MeV
Etude expérimentale et théorique de la production de fragments dans les collisions Xe+Sn de 25 à 150 A.MeV
Résumé
In order to unserstand the fragement production which occurs in heavy ion collisions at intermediate energies we have performed in this work an expérimental and theoretical study of multifragementation. The set of data obtained with the INDRA detector over a wide range of incident energy for the Xe+Sn system allows to perform a study of central collisions which shows that the maximum of fragment production is around 65 MeV/n of incident energy, based on fragment/particle correlation functions, has helped to determine the characteristics of primary fragments produced by the collision.The excitation energy of these fragments shows a saturation at a value of 3 MeV/n beyond 39 MeV/n of beam energy and the evaporated particle represent less than 40% (23% at 50 MeV/n) of all light charged particles, which indicates the importance of the collision dynamics. Calculations with the antisymmetrised molecular dynamics model AMD have been made in order to study the role of dynamics and the time évolution of the collision. The simulations are in good agreement with the experimental data, namely for the most central collisions at 50 and 100 MeV/n of beam energy for the Xe+Sn system. In this scope some developments have been neceesssary so that the diffusion properties of nucleons in nuclear matter can be better taken into account. The calculations allowed to locate the fragment time production between 100 and 200 fm/c in central collisions at 50 MeV/n of beam energy. Furthermore they showed a transparency effect even in the most central collisions. The comparison with the experimental data show that this effect is slightly overestimated in the calculations.
Afin de comprendre la production de fragments qui se déroule dans les collisions d'ions lourds aux énergies intermédiaires, nous avons fait une étude à la fois expérimentale et théorique du phénomène de multifragmentation. Les données recueillies avec le multidétecteur INDRA sur une large gamme en énergie incidente pour le système Xe+Sn ont permis de faire une étude des collisions centrales et de montrer que le maxim̀um de production de fragments se situe autour de 65 MeV/n d'énergie incidente. Un examen plus approfondi des collisions centrales entre 32 et 50 MeV/n d'énergie de bombardement, fondé sur les fonctions de corrélation fragment/particule, a aidé à déterminer les caractéristiques des fragments primaires produits au cours de la collision. Il a été montré que les énergies d'excitation de ces fragments saturent vers une valeur de 3 MeV/n à partir de 39 MeV/n d'énergie de faisceau, et que les particules évaporées représentent moins de 40% (23% à 50 MeV/n) de toutes les particules légères chargées, ce qui montre l'importance de la dynamique de la collision. Afin de mieux comprendre ces grandeurs, d'étudier le rôle de la dynamique et l'évolution en temps de la collision, des calculs avec le modèle de dynamique moléculaire antisymétrisée AMD ont été effectués. Les simulations donnent une bonne image des données expérimentales, notamment des collisions les plus centrales à 50 et 100 MeV/n d'énergie incidente pour le système Xe+Sn. Pour cela des développements du modèle ont été nécessaires afin de bien prendre en compte la diffusion des nucléons dans le milieu. Les calculs ont permis de situer le temps de formation des fragments entre 100 et 200 fm/c dans le cas des collisions centrales à 50 MeV/n d'énergie incidente, et de monter un effet de transparence, qui existe même dans les collisions les plus centrale. Les comparaisons avec les données expérimentales montrent que cet effet est légèrement surestimé dans les calculs.