Thèse Etude de la Désexcitation Radiative du Noyau avec une Méthode de Type 'Oslo' H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation
Laboratoire de recherche : CEA/LMCE - Laboratoire Matière sous conditions extrêmes - DAM
Direction de la thèse : Olivier ROIG ORCID 0009000171381977
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

La capture d'un neutron par un noyau amène à un noyau composé prompt à se désexciter principalement en émettant des rayonnements gamma. Ce processus est appelé capture radiative de neutrons. Cette réaction, bien connue, dont on sait précisément mesurer la section efficace pour des noyaux de ou proche de la vallée de stabilité, reste difficilement mesurable pour des noyaux plus exotiques. Les modèles de réactions nucléaires basés essentiellement sur les noyaux stables peinent, eux aussi, à apporter des prédictions fiables et précises de ces sections efficaces sur ces noyaux exotiques. Cependant, ces dernières années, des avancées dans la modélisation et dans les mesures autour de cette réaction a permis d'entrevoir des voies d'améliorations significatives en s'intéressant aux ingrédients plus microscopiques, qui restent accessibles par des techniques itératives d'analyse des mesures : la fonction de force gamma et la densité de niveaux. En effet, ces ingrédients qui gèrent en quelque sorte respectivement la manière dont la cascade gamma se déroule et la structure du noyau à haute énergie d'excitation peuvent être extraits des mesures pour guider plus finement les calculs. Ces améliorations ont un impact direct sur la prédiction des sections efficaces pour des noyaux instables que l'on trouve notamment dans la nucléosynthèse stellaire. Le sujet de cette thèse est de mesurer ces ingrédients pour un noyau important dans le processus de nucléosynthèse stellaire en utilisant un nouveau dispositif appelé SFyNCS. Cet ensemble de détection sera installé sur une ligne de faisceau d'un accélérateur pour y produire les noyaux d'intérêt en utilisant une réaction de transfert. Deux types de détecteurs seront mis en oeuvre pour détecter en coïncidence les particules éjectées de la réaction et les rayonnements gamma émis par la désexcitation du noyau juste formé. La réalisation de l'expérience ainsi que l'analyse et l'interprétation des données feront partie du projet de thèse. L'étudiant ou étudiante aura le soutien de l'équipe d'expérimentateurs et de théoriciens du service pour mener à bien ce projet.

Le contexte est l'amélioration de la description des ingrédients des modèles de réaction utilisés pour prédire les sections efficaces de capture radiative. Cette réaction est d'importance pour les processus impliquant des neutrons, comme les milieux stellaires ou au sein des réacteurs nucléaires.

Il s'agit d'une thèse en physique nucléaire expérimentale dont l'objectif est une validation des ingrédients théoriques utilisés dans les modèles de réaction. Cela nécessite de mettre en place un dispositif expérimental complexe afin d'extraire les bonnes observables. La mise en oeuvre des détecteurs (Si, NaI(Tl)) sera un des objectifs de la thèse ainsi que l'élaboration des programmes d'analyse des données associées basée sur une méthode de type Oslo. Une détermination des observables recherchées et leur comparaison avec différents modèles théoriques constitueront l'objectif final de la thèse. Des implications de la mesure au niveau astrophysique seront aussi regardées.

La méthode employée depuis plus de 20 ans par une équipe de l'université d'Oslo, connue sous le nom de 'méthode d'Oslo', sera utilisée ici. Elle a été mise en oeuvre et étudiée depuis 5 ans dans notre laboratoire. Elle comprend un dispositif expérimental dédié et des techniques d'analyse spécifiques.

Master 2 Recherche en physique nucléaire
Aspiration marquée pour la recherche fondamentale
Connaissances en instrumentation, en programmation (C++, python)