Récapitulatif des résultats de l’étude du 35 Si

Le tableau Tab.4.4résume les résultats de l’étude de la réaction34_Si(d,p)35_Si.

A l’aide des facteurs spectroscopiques obtenus précédemment, il est possible de déduire le moment angulaire total des états à 0.91 MeV et 2.04 MeV. En effet, pour le premier état excité, le facteur spectro- scopique est trop élevé pour que le moment angulaire total soit égal à 1/2. On lui attribue donc

j= 3/2.

4.4. Distributions angulaires pour les différents états observés. 147 E⋆_(MeV)

_ℓ

_{C2S(2j+1) j} 0.00 3 4.49 7/2 0.91 1 2.78 3/2 2.04 1 1.47 1/2 5.50 3 1.92 5/2 ou 7/2

TABLE 4.4: Tableau récapitulatif des résultats obtenus lors de l’étude de la réaction 34Si(d,p)35Si. La

dernière colonne correspond au moment angulaire total

j

déduit des facteurs spectroscopiques.

Dans l’article [20], cet état avait déjà été donné comme étant un état

j= 3/2. Or, dans cet article, ce

moment avait uniquement été déduit à partir de règles de sélection et non mesuré comme ici. Le mo- ment angulaire total du second état excité est déduit à partir de celui du premier état excité. Comme

2.78 + 1.47 = 4.25 > 4, il est impossible que le second état excité soit également un état

j= 3/2. Par

contre, il n’est pas possible de conclure pour les états de moments angulaires

ℓ = 3.

La figure Fig.4.34montre le schéma de niveau obtenu finalement pour le35_{Si grâce aux résultats de}

cette expérience.

C

HAPITRE

5

Interprétation des résultats : conséquence

sur l’interaction spin-orbite.

Dans la partie précédente, nous avons montré les résultats expérimentaux obtenus pour les deux réactions de transfert36_S(d,p)37_{S et}34_Si(d,p)35_{Si. Dans cette partie nous allons montrer que ces expé-}

riences permettent de mettre en évidence une dépendance de l’interaction spin-orbite avec la dérivée de la densité nucléaire. Dans un deuxième temps, nous comparerons les résultats obtenus aux différents modèles théoriques. Quand cela sera possible, nous tenterons de trouver des solutions apportant des améliorations à ces différentes approches.

5.0.8 Évolution de l’écart spin-orbite entre les états 2p

3/2

et 2p

1/2

.

L’écart spin orbite entre les états 2p_3/2 et 2p_1/2 est directement l’écart en énergie entre ces deux états dans le cas d’une excitation purement simple particule. Si il y a de la fragmentation, il convient de considérer l’intégralité de la force. On détermine alors l’état "simple particule" 2p_3/2(2p_1/2) en faisant la moyenne pondérée de tous les états fragmentés ayant le même spin 2p_3/2(2p_/2). L’écart spin orbite se détermine alors à l’aide de la formule suivante :

∆E

2p_{3/2− 2p1/2}

=

1

∑

n_i3/2

(C2S)

i n3/2

∑

i

(C2S)

i

E

i⋆

(2p

3/2

) −

1

∑

n_j1/2

(C2S)

j n1/2

∑

j

(C2S)

j

E

⋆j

(2p

1/2

)

(5.1)

Chacun des deux termes de cette soustraction consiste en l’estimation de l’état simple particule, c’est à dire sans influence des effets collectifs. Cette estimation est réalisée en faisant la moyenne pondérée de tous les états 2p_3/2ou 2p_1/2, la pondération étant le facteur spectroscopique de cet état (autrement dit sa force).

Le tableau Tab. 5.1récapitule l’écart spin-orbite entre les états 2p_3/2 et 2p_1/2 des noyaux de41_Ca, 37_{S et}35_{Si. Les résultats utilisés pour le}41_{Ca sont issus de [62]. Ce noyau offre une comparaison par-}

ticulièrement intéressante car l’intégralité de la force a été détectée dans ce noyau à l’aide d’étude de réaction de transfert (d,p) et (p,d) en cinématique directe. Pour le41_{Ca et le}37_{S, la comparaison est faite}

entre l’écart observé entre les états 2p_3/2et 2p_1/2 si on considère la totalité de la force des états ou si on ne considère que la contribution des états les plus importants. Au vu du tableau Tab.5.1, l’influence de considérer l’intégralité de la force ou uniquement les états les plus importants induit une variation conséquente de l’écart spin-orbite

∆E

2p3/2− 2p1/2. On comprend donc l’importance d’avoir un dispositif expérimental efficace pouvant détecter même les états peu peuplés lors des réactions de transfert. Pour le35_{Si, seule une fraction de la force des états 2p}

3/2et 2p1/2a été mesurée expérimentalement. Il n’est

donc pas possible de déterminer exactement l’écart entre ces états. Cependant, la fraction détectée est assez importante (plus de 70%). Ces valeurs sont environ équivalentes à celles détectées pour le 37_S.

2

p3/2

2

p1/2

∆E

2p3/2− 2p1/2 (MeV) 41_{Ca 3.94 MeV (57}

_%)

_{1.94 MeV (54}

_%)

_2.00 41_{Ca 4.16 MeV (98}

_%)

_{2.50 MeV (90}

_%)

_1.66 37_{S 0.645 MeV (60}

_%)

_{2.640 MeV (68}

_%)

_1.995 37_{S 1.306 MeV (80}

_%)

_{2.759 MeV (75}

_%)

_1.453 35_{Si 0.910 (3) MeV (70}

_%)

_{2.044 (7) MeV (73}

_%)

_{1.134 (8)}

TABLE 5.1: Tableau récapitulatif de l’écart spin-orbite pour les noyaux de41_Ca, 37_{S et} 35_{Si. Les résul-}

tats pour les noyaux de 41_{Ca et} 37_{S sont issus de la littérature. Pour les 2}ieme _{et 3}ieme _{colonnes, le}

pourcentage d’occupation des états est indiqué entre parenthèses.

en supposant que les effets de corrélations sont proches dans les deux isotones. Si on considère uni- quement les contributions des états ayant les facteurs spectroscopiques les plus importantes, l’écart, qui est de 2.0 MeV dans le41_{Ca et de 1.995 MeV dans le}37_{S, passe ainsi à 1.134(8) MeV dans le}35_{Si soit}

une variation de 55

%. Au vu de ce tableau, il y a donc un changement drastique de l’écart en énergie

entre les deux états p partenaires spin orbite.

Une autre représentation de cette variation est indiquée figure Fig.5.1

FIGURE5.1: Évolution du schéma de niveau en fonction du numéro atomique. En rouge sont indiqués les

états 2p_3/2, en bleu les états 2p_1/2. En vert, les états 1f_7/2sont indiqués tandis qu’en noir sont indiqués les états 1f_5/2. Pour l’état à 5.5 MeV du35_{Si, le moment cinétique total n’est pas connu (c’est soit un état}

1f_5/2soit 1f_7/2). Les états ayant le facteur spectroscopique le plus important sont mis en évidence par un trait plus épais.

J’ai choisi de ne pas faire apparaître le41_{Ca sur cette figure à cause de l’écart important en énergie}

de liaison de ce noyau qui apparait avec le remplissage de la couche proton 1d_3/2. On remarque sur cette figure la différence d’évolution de l’écart spin-orbite des états 1f et 2p. En effet, si on regarde l’évolution de l’énergie des états 1f_7/2 et 1f_5/2 entre les noyaux de 37_{S et} 35_{Si, on remarque que les}

151 est totalement différent dans le cas des états 2p_3/2et 2p_1/2. On constate sur cette figure que l’écart entre ces états change considérablement. On montrera dans la partie suivante que cette variation peut être expliquée par la valeur de la partie spin-orbite des monopoles d’interaction (dans l’approche du modèle en couches).

On observe donc bien une variation de l’écart entre les états 2p_3/2 et 2p_1/2 entre les noyaux de

37_{S et de}35_{Si. La principale différence entre ces états étant la déplétion centrale du profil de la densité}

proton, cette étude apporte donc la preuve expérimentale qu’il existe une dépendance de l’intensité de l’interaction spin-orbite avec la dérivée de la densité. Une telle observation expérimentale n’avait jamais été faite auparavant. Dans la prochaine partie, les résultats expérimentaux seront comparés aux diverses prédictions théoriques.

Dans le document Étude de l'interaction nucléaire spin-orbite par réactions de transfert $^{36}$S(d,p)$^{37}$S et $^{34}$Si(d,p)$^{35}$Si. (Page 157-162)