Doctorant (H/F) : Structure des noyaux lourds, mise en service de SIRIUS@S3 et amélioration de SIRIUS.

Sujet de thèse :
Les noyaux lourds et super-lourds (SHE) se trouvent en haut de la charte des noyaux. Ils n'existent que grâce à un équilibre fragile entre la forte répulsion coulombienne entre les nombreux protons du noyau, qui tend à faire fissioner le système, et l'interaction forte entre les différents nucléons, qui tend à le lier. Les questions fondamentales qui restent sans réponse sont les suivantes : Quelle est la nature des interactions dans le noyau ? Quel est le nombre maximal de protons, Z, qu'un noyau peut supporter ? Existe-t-il un îlot ultime de stabilité accrue pour les éléments super-lourds ?
Une classe de calculs de champ moyen pour ces éléments [1] prédit un gap substantiel dans le spectre des niveaux d'énergie des nucléons individuels pour un nombre de neutrons N=126 et un nombre de protons Z=92 (218U). Cela contredit une extrapolation des énergies des particules individuelles obtenue à partir des niveaux d'énergie mesurés dans les isotones N=126 les plus légers connus jusqu'au 216Th [2] et soulève la question de la double magicité du 218U. Elle soulève également des questions sur la validité des prédictions concernant la structure des SHE. Afin de mieux comprendre l'organisation et les corrélations des nucléons au voisinage de 218U, une expérience visant à étudier 217Pa au Laboratoire du Cyclotron de l'Université de Jyvävskylä en Finlande a récemment été proposée. L'expérience a été acceptée et elle est programmée fin 2025. Seuls 2 états sont connus dans le noyau 217Pa: l’état fondamental et un état métastable émetteur alpha. Il s’agira, grâce à des techniques de spectroscopie alpha, gamma et d’électrons de conversion interne au plan focal du séparateur d’ions de recul RITU, de mettre en évidence d’autres états et d’étudier la séquence et les propriétés des premiers états excités du 217Pa.
Les découvertes récentes de SHE n'impliquent que quelques événements. L'attribution de leur masse et de leur charge repose sur le calcul de la fonction d'excitation pour la réaction et la mesure de leur désintégration alpha, avec des bombardements croisés comme contrôle de cohérence. Cependant, une voie d'évaporation systématique et non détectée de particules chargées [3] modifierait l'attribution. Ainsi, bien que les éléments de numéro atomique Z=113, 115, 117 [4] et 118 [5] aient été assignés au tableau périodique des éléments chimiques, complétant la septième rangée, il n'y a pas de preuve directe de leur numéro atomique, Z. Les rayons X sont une empreinte digitale du numéro atomique d'un noyau puisque l'énergie des rayons X est proportionnelle à la charge atomique Z. Notre groupe est donc impliqué dans le développement et la mise à niveau du système de détection SIRIUS [6] dédié à la spectroscopie des éléments super-lourds. SIRIUS sera utilisé au plan focal du séparateur à recul S3 [7] dans la nouvelle
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