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Chiralité et wobbling dans le même noyau : un élément majeur pour la triaxialité

Nous savons depuis longtemps que les noyaux peuvent être déformés. L’existence de noyaux avec une forme ellipsoïdale axiale est unanimement acceptée, parce que les propriétés de tels noyaux sont bien décrites théoriquement avec des modèles qui supposent une déformation quadrupolaire axiale. Par contre, l’existence de noyaux déformés avec une forme ellipsoïdale triaxiale, bien que prévue théoriquement depuis longtemps, n’est pas simple à démontrer expérimentalement. L’opinion de la communauté des physiciens nucléaires est d’ailleurs partagée sur le sujet.

Un groupe du CSNSM en collaboration avec des théoriciens américains, japonais et des expérimentateurs italiens, ont réussi à mettre en évidence pour la première fois l’existence de bandes chirales et wobbling dans un seul noyau, le 138Nd. Ils ont par ailleurs été en mesure de décrire le phénomène d’une manière consistante avec un set de modèles théoriques de complexité croissante.

La triaxialité des noyaux se manifeste de manière non ambigüe par l’existence des bandes rotationnelles exotiques telles les bandes chirales et les bandes wobbling. Ce type de bandes, s’observaient jusqu’à aujourd’hui dans différentes régions de la charte des noyaux (région de masse A=130 pour les bandes chirales et A=160 pour les bandes wobbling).

Tout récemment, grâce à l’utilisation de puissants multidétecteurs de rayonnement gamma, les expérimentateurs ont découvert ces bandes dans un même noyau (138Nd), ce qui conforte l’idée d’une triaxialité stable dans le noyau.

Parmi les dizaines de bandes développées dans le noyau 138Nd, seulement deux d’entre elles (et pas les plus intenses) sont significatives pour les phénomènes observés (chiralité et wobbling).

Pour leur interprétation il a fallu utiliser plusieurs modèles nucléaires (Cranked Shell Model, Tilted Axis Cranking model, Cranked Nilsson + BCS formalism, Cranked RPA calculations) et développer une nouvelle méthode de classification des états excités, valable à la fois en régime d’appariement nul et non nul.

Ces résultats représentent un élément majeur pour la quête de la triaxialité dans le noyau et introduit une nouvelle méthode théorique d’étude des bandes rotationnelles.
Selon le referee, l’article en cours de publication dans Physical Review C devrait faire référence pour les futures études de la triaxialité dans les noyaux.

Publication
- "Titled Axis rotation, candidates for chiral bands and wobbling motion in 138Nd", accepté dans Phys. Rev. C.

Contact chercheur
- Costel Pétrache : 01 69 15 52 42