Conclusion : la bimodalité un signal de transition de phase

4.4 Conclusion : la bimodalité un signal de transition

de phase

Dans les collisions périphériques et semi-périphériques, en s'intéressant au quasi-projectile comme une source excitée, on a observé le signal de bimodalité de deux manières dif-férentes. Ce signal est, au cours des diérentes approches et analyses, apparu comme très robuste. En eet, il apparaît déja en asymétrie dans les données brutes, et est indépen-dant de nombreuses coupures et sélections. Le tri des événements selon la dissipation, met en lumière une zone où la source peut accéder à deux congurations dissemblables qui correspondent à des énergies d'excitations diérentes conduisant à la formation de deux familles de fragments distinctes. La première, où les fragments sont très asymétriques pourrait correspondre à la phase liquide de la matière nucléaire. La seconde famille, qui se compose de fragments identiques, de plus petites tailles s'apparente à la phase gazeuse. En s'appuyant sur diérentes sélections, il semble que ce soit la désintégration du Quasi Projectile et non la dynamique de la réaction qui est responsable du comportement bi-modal de la taille du plus lourd fragment. Ces propriétés peuvent être résumées sur la gure 4.19. On constate eectivement, que pour une dissipation donnée (énergie trans-verse), il existe un basculement(skewness=0), marquant le passage d'une distribution de

Z_maxpiquée aux grandes valeurs, vers une distribution piquée autour de valeurs beaucoup plus faibles. Ce changement intervient pour les plus grandes valeurs de σ, soit quand les uctuations sont maximales.

Nous avons mis en lumière dans un deuxième temps que la taille du plus gros frag-ment est conditionnée par l'énergie d'excitation. Cette énergie obtenue par calorimétrie est pertinente dans la gamme pour laquelle le signal est observé. La repondération de E∗

permet alors d'observer de manière indiscutable la bimodalité sur Zmax. De plus, le résul-tat obtenu est tout à fait en accord avec les prédictions d'un modèle srésul-tatistique (SMM). Enn, on constate que ces résultats sont très bien modélisés par une fonction analytique qui s'appuie sur un ensemble canonique, dans le cas où l'entropie présente une convexité. Ces conclusions, couplées à l'observation d'autres signaux comme le DeltaScaling ou la capacité calorique négative conrment de manière forte l'interprétation de la bimodalité comme le reet d'une transition de phase du 1er ordre.

Chapitre 4. La bimodalité : une approche statistique

(MeV)

12

Et

0 500 1000 1500

Z

σ

> ;

max

<Z

0

20

40

60

80

100

120

140

skw

-2

-1

0

1

2

E

x 10

Fig. 4.19  Représentation des propriétés de Zmax en fonction de la dissipation. Ronds bleus : la valeur moyenne. Carrés noirs : l'écart type. Triangle rouges : la skewness.

5

Confrontation avec un modèle

dynamique

Dans les chapitres précédents, nous avons interprêté le signal de bimodalité en suivant une approche thermostatistique, et comparé les données avec un modèle statistique SMM. Ce modèle ne décrit toutefois pas la réaction complète mais seulement la voie de sortie, c'est à dire la désexcitation du noyau équilibré. En pratique, la dynamique de la collision joue évidemment un rôle primordial dans les collisions d'ions lourds et dans l'obtention des données. Il importe donc, pour se rapprocher du cadre statistique, d'appliquer des sélec-tions permettant d'isoler une source équilibrée indépendante des eets de la voie d'entrée. Dans ce chapitre, nous prendrons le contre pied des résultats précédents en comparant les données obtenues avec celles prédites par un modèle dynamique.

5.1 Description du modèle ELIE

Le modèle utilisé, ELIE, est décrit dans la référence [24]. L'objectif de cette compara-ison revient à considérer la bimodalité comme liée dans une certaine mesure à la voie d'entrée de la réaction, comme la géométrie, et le mouvement de Fermi des nucléons à l'intérieur des noyaux. On donnera ici dans les grandes lignes les hypothèses sur lequelles s'appuie le modèle.

 a) La décomposition de la voie d'entrée basée sur la géométrie de la collision. Le re-couvrement entre les deux protagonistes de la réaction conduit à la formation d'un quasi-projectile, d'une quasi-cible, et d'une zone participante. Les fragments de masse intermédiaire (IMFs) et les particules légères sont produits aléatoirement dans la zone participante.

 b) La phase nale gère la désexcitation secondaire et la propagation coulombienne. Elle s'appuie sur le générateur d'événements SIMON [25].

Dans la phase a), la cinématique des diérentes partitions (QP, QT, IMFs, LCPs) et notamment la création des fragments est basée sur des hypothèses fortes. En particulier,

Chapitre 5. Confrontation avec un modèle dynamique

les données INDRA, il a été montré que tous les fragments primaires semblent carac-térisés par une énergie d'excitation maximum voisine de 3 MeV/u soit une température d'environ 5 MeV [56]. Le modèle s'appuie alors sur l'hypothèse très contraignante d'une température limite Tlim = 5.5 MeV/u (avec un paramètre de densité de niveau a = ₁₀^A) qui dénit l'existence des fragments (y compris du quasi-projectile).

Le modèle fonctionnera alors de la manière suivante :

 la distribution en moment des nucléons à l'intérieur des noyaux initiaux n'est pas relaxée dans la gamme de temps mis en jeu lors des réactions.

 la composition isotopique (N/Z) des fragments primaires formés (QP, QT, participants) est la même que celle du projectile. Quant aux particules légères, tous les isotopes sont considérés de façon aléatoire.

 dans la zone de recouvrement, A nucléons sont choisis aléatoirement. La condition d'existence des IMFs (A >= 4) basée sur Tlim impose que l'énergie d'excitation du fragment considéré soit inférieure à la limite (' 3 MeV/u). Si cette condition n'est pas vériée, une nouvelle conguration est essayée jusqu'à ce que tous les nucléons aient été attribués.

 les fragments se propagent alors en ligne droite avec leur vitesse initiale.

Ces hypothèses auront un impact extrêmement important sur l'interprêtation des ré-sultats. La caractérisation de la bimodalité, si elle ressort de la simulation, sera donc très diérente de celle considérée dans les chapitres précédents. En eet, comme nous l'avons expliqué, un fragment ne peut exister que s'il contient une énergie d'excitation limitée. On gardera alors en tête que le quasi-projectile ne disposera au maximum que d'une énergie d'excitation de 3 MeV/u. De plus, la voie de multifragmentation n'existe pas dans sa désintégration qui est essentiellement liée au spin de la réaction, à l'évaporation, et à des ssions séquentielles. Ce modèle se veut être un test double de la géométrie et des eets des mouvements internes des nucléons induits par leur nature quantique et leur moment de Fermi.