Radiative capture reactions and spectroscopy of multipolar anions in the framework of GamowShell Model. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Radiative capture reactions and spectroscopy of multipolar anions in the framework of GamowShell Model.

Réactions de capture radiative et spectroscopie d’anions multipolaires dans le cadre du Gamow Shell Model.

Résumé

Small open quantum systems, whose properties are profoundly affected by the environment of continuumstates, are intensely studied in various fields of Physics: nuclear physics, atomic and molecular physics,quantum optics, etc. These different many-body systems, in spite of their specific features, have genericproperties which are common to all weakly bound or unbound systems close to the threshold. Couplingto the continuum is essential to describe the low-energy nuclear reactions of astrophysical interest, theformation of halo states in nuclei, atomic clusters and dipolar anions, or the near-threshold two neutronand alpha particle correlations (clustering). Recently, the open quantum system extension of the nuclearshell model, the Gamow shell model (GSM), based on the Berggren ensemble, has been applied successfullyfor the description of resonant states spectra in atomic nuclei. The coupled-channel formulation of theGSM (GSM-CC) allows to describe various low-energy nuclear reactions.In this work, the GSM-CC is formulated and applied for the description of proton/neutron radiativecapture reactions of astrophysical interest, such as: 17F(p, γ)18Ne, 7Be(p, γ)8B and 7Li(n, γ)8Li. Moreover,for the first time, the GSM has been applied in atomic physics for the description of spectra of dipolaranions. Systematic investigation of the hydrogen cyanide dipolar anion (HCN−) allowed to identify thecollective bands of states both in the strong coupling regime, for weakly bound halo states, and in the weakcoupling regime above the dissociation threshold. In the strong coupling regime, KJ = 0 anion a rotationalband has been found. Above the threshold, KJ quantum number is not conserved. Resonances in thisregime form rotational bands according to the angular momentum of the rotating molecule, whereas thebandhead energies and the lifetimes depend predominantly on the external electron wave function.
Les systèmes quantiques ouverts, dont les propriétés sont profondément affectées par l’environnement,sont étudiés dans divers domaines de la physique : physique nucléaire, physique atomique et moléculaire,optique quantique, etc. Ces systèmes à N-corps, en dépit de leur particularités, possèdent des propriétésgénériques qui sont communes à tous les systèmes liés et non-liés près du seuil. Le couplage au continuumest essentiel pour décrire les réactions nucléaires à basse énergie d’intérêt astrophysique, la formation desétats à halo dans les noyaux, les agrégats moléculaires et les anions dipolaires, ou encore les corrélationsà deux neutrons ou de particule alpha proche du seuil (clustering). Récemment, l’extension du modèle encouche nucléaire aux systèmes quantiques ouverts, le Gamow Shell Model (GSM), basé sur l’utilisation dela base de Berggren, a été appliquée avec succès à la description du spectre résonant de différents noyauxatomiques. La formulation du GSM dans la représentation des canaux-couplés (GSM-CC) permet de décrirediverses réactions nucléaires à basse énergies.Dans le présent manuscrit, le GSM-CC est formulé pour la description des réactions de capture radiatived’un proton ou d’un neutron d’intérêt astrophysique et appliqué aux réactions : 17F(p, γ)18Ne, 7Be(p, γ)8Bet 7Li(n, γ)8Li. De plus, pour la première fois, le GSM a été appliqué en physique atomique à la descriptiondes spectres d’anions dipolaires. Une étude systématique du cyanure d’hydrogène (HCN−) a permisl’identification de bandes d’états collectives à la fois dans le régime de fort couplage, pour les états à halofaiblement liés, et dans le régime de faible couplage au dessus du seuil de dissociation. Dans le régimede fort couplage, une bande rotationnelle KJ = 0 de l’anion a été trouvée. Au dessus du seuil, le nombrequantique KJ n’est pas conservé. Les résonances dans ce régime forment des bandes rotationnelles selon lemoment angulaire du dipôle, tandis que les énergies et temps de vie dépendent essentiellement du momentangulaire orbital de l’électron externe.
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Dates et versions

tel-01091108 , version 1 (04-12-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01091108 , version 1

Citer

K. Fossez. Radiative capture reactions and spectroscopy of multipolar anions in the framework of GamowShell Model.. Nuclear Theory [nucl-th]. Université de Caen Basse Normandie, 2014. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01091108⟩
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