Study of Compression Modes in 56 Ni using an Active Target
Etude des modes de compression dans le 56Ni, à l'aide d'une cible active
Résumé
The Isoscalar Giant Monopole Resonance and the Isoscalar Giant Dipole
Resonance are important in studying the nuclear incompressibility in
finite nuclei. Nuclear incompressibility is a key input to the equation
of state of nuclear matter which is in turn useful in understanding some
astrophysical phenomena such as masses of neutron stars and supernovae
explosions. Because Nickel-56 is unstable, we performed the experiment
in inverse kinematics. However, performing experiments with exotic beams
is still a challenge, as beams of exotic nuclei have relatively low
intensities. Hence, to get a reasonable yield, a thick target is needed.
This, however, degrades the energy resolution and very low-energy
particles will not come out of the target. A good alternative is to use
an active target, such as MAYA at GANIL, in which the target can itself
be used for detection and its thickness can be increased without a
severe loss of energy resolution. Due to low-detection threshold in
MAYA, detection of very low-energy particles is also possible. Inelastic
scattering of the secondary Nickel-56 beam at an energy of 50 MeV/u with
helium gas occurs within the detector volume. The nucleus of helium atom
(also known as alpha particle) has spin and isospin both equal to zero.
Therefore, it is an ideal probe to excite isoscalar resonances. The
tracks of the low-energy recoil alpha particles have been measured,
yielding their scattering angles, ranges and energies which then lead to
the excitation energy of Nickel-56. In this thesis, results obtained
from this analysis are shown.
Les résonances géantes isoscalaires monopolaires et dipolaires sont
importantes pour l'étude de l'incompressibilité nucléaire dans les
noyaux finis. L'incompressibilité nucléaire est un élément clé de
l'équation d'état de la matière nucléaire, à son tour utile pour
comprendre certains phénomènes astrophysiques tels que les masses des
étoiles à neutrons et les explosions de supernovae. Parce le Nickel-56
est instable, nous avons effectué l'expérience en cinématique inverse.
Toutefois, la réalisation d'expériences avec des faisceaux exotiques est
toujours un défi, car les faisceaux de noyaux exotiques sont de faibles
intensités. Par conséquent, pour obtenir un rendement raisonnable, une
cible épaisse est nécessaire. Ceci, cependant, dégrade la résolution de
l'énergie, et les particules de très faible énergie ne sortiraient pas
de la cible.
Une solution consiste à utiliser une cible active, comme MAYA au GANIL,
dans lequel la cible elle-même peut être utilisée pour la détection et
son épaisseur peut être ajustée sans une perte sévère de la résolution
en énergie. En raison du faible seuil de détection de MAYA, la
détection de particules de très faible énergie est également possible.
La diffusion inélastique du faisceau secondaire du nickel-56 à une
énergie de 50 MeV/n avec de l'hélium gazeux se produit dans le volume de
détection. Le noyau d'atome d'hélium dont le spin et l'isospin sont tous
deux égaux à zéro est une sonde idéale pour exciter des résonances
isoscalaires. Les traces des particules alpha de recul, de basse
énergie, ont été mesurées. A partir de leurs angles de diffusion,
l'énergie d'excitation du Nickel-56 a pu être reconstruite. Dans cette
thèse, les résultats obtenus à partir de cette analyse sont présentés.
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