Le thème central de ce travail est la mise en place et la caractérisation d'un piège de Paul utilisé pour<br />la mesure du coefficient de corrélation angulaire électron-neutrino dans la décroissance de l'6He. Ce<br />coefficient est sensible aux types d'interactions mis en jeu dans l'interaction faible. La valeur de ce<br />coefficient peut être obtenue grâce à la distribution cinématique des évènements de décroissance. Un<br />piège électromagnétique est utilisé pour confiner les ions 6He+ dans un petit volume de l'espace des<br />phases. Sa géométrie ouverte permet la détection en coïncidence de l'électron et de l'ion de recul émis<br />lors de la désintégration béta. Un dispositif de détection adapté est utilisé pour mesurer l'énergie de<br />l'électron, le temps de vol de l'ion de recul et la position des deux particules pour chaque évènement.<br />Une description globale de l'installation LPCTrap ainsi que de ses performances est présentée et<br />montre que ce dispositif est apte à réaliser la mesure envisagée. En particulier, les caractéristiques du<br />nuage d'ions piégés ont été obtenues par des simulations de type Monte Carlo et confrontées aux<br />mesures expérimentales avec un bon accord. La première expérience a permis d'accumuler plus de<br />100 000 évènements en coïncidence. Une analyse préliminaire de ces résultats est exposée. Elle<br />présente notamment une description des différentes observables accessibles ainsi qu'une comparaison<br />entre le spectre de temps de vol expérimental et le spectre issu des simulations. Ces données vont<br />permettre une mesure du coefficient de corrélation angulaire avec une erreur statistique inférieure à<br />2 %.

La RPA Self-Consistante (SCRPA) est appliquée aux fonctions de corrélation particule-trou dans le Modèle de Hubbard.<br /><br />Pour une fonction de Green générale à $n$ corps cette méthode se dérive à partir de l'Equation de Dyson où seules sont retenues les contributions instantanées de l'opérateur de masse. La fonction de Green est alors donnée par un système d'équations intégrales non-linéaires que l'on cherchera à résoudre de façon self-consistante. Elle satisfait, parmi d'autres théorèmes, la règle de somme pondérée par l'énergie. Pour les fonctions de Green à une et à deux particules, la SCRPA obéit à un principe variationnel. Dans le Modèle de Hubbard les fonctions de corrélation de charge et de spin sont calculées en SCRPA. En négligeant les densités connectées à deux corps, nous obtenons une théorie self-consistante plus simple, la RPA renormalisée. Les deux méthodes sont étudiées et comparées à la RPA standard.<br /><br />Nous établissons et résolvons numériquement les équations de la RPA renormalisée pour les fonctions de corrélations de densité de charge dans le Modèle de Hubbard à une dimension. Les susceptibilités de charge et de spin longitudinal, la distribution des impulsions et plusieurs propriétés du fondamental sont évaluées et comparées aux résultats exacts. Dans la limite du couplage fort de la bande à moitié remplie, la RPA renormalisée possède une solution analytique qui est, à un facteur près, en accord avec le développement pour fortes interactions de l'ansatz de Bethe. Comme prévu, des particularités liées à la dimension spatiale $1$, par exemple un comportement de liquide de Luttinger, n'ont pas pu être retrouvées. Or, la description fournie par notre méthode pourrait être assez réaliste en dimensions plus élevées.<br /><br />Une partie de ces travaux a été publié dans<br />"Dyson Equation Approach to Many-Body Greens Functions and<br />Self-Consistent RPA, First Application to the Hubbard Model"<br />Steffen Schäfer, Peter Schuck, Phys. Rev. B 59, 1712-1733 (1999).

Le noyau atomique peut adopter, à haut moment angulaire, une forme très allongée de rapport d'axes 2 :1 : c'est le phénomène de superdéformation. Si aujourd'hui plus de 300 bandes super déformées ont été identifiées, l'assignation des énergies, spins et parités des états associés n'a pu être effectuée que pour un dixième de ces bandes. Cette assignation ne peut se faire que par la mesure de transitions gamma discrètes reliant les états super déformés (sd) aux états normalement déformés (nd).<br /><br />Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au noyau $^{192}$hg, prédit doublement magique dans son état sd et donc noyau de référence de la région de masse a~190. Une expérience a été menée auprès du multidétecteur Euroball IV à Strasbourg dans le but de mesurer les observables e*, i, $\pi$ des états sd de ce noyau.<br /><br /> La recherche des transitions de lien direct s'est avérée à la limite des capacités d'observation des multi détecteurs actuels, utilisant des boucliers anti-Compton. La prochaine génération de multidétecteur gamma abandonnera ces boucliers et utilisera des algorithmes de tracking gamma pour reconstruire les trajectoires des photons.<br /><br /> La seconde partie de cette thèse a été axée sur un travail de R&D pour le projet européen Agata. Nous avons en particulier effectué des simulations au moyen du code Geant4 et essayé d'améliorer les algorithmes de tracking existants par la mise au point de méthodes de reconstruction des événements « création de paire ». Agata devrait voir le jour à l'horizon 2015-2020, et permettra ainsi de repousser les limites d'observation de deux ordres de grandeur environ.

Les réactions induites par des nucléons dans le domaine d'énergie entre 20-200 MeV font depuis longtemps l'objet d'études intensives. Les processus d'évaporation et de pré-équilibre dans ces réactions ont une contribution importante à la section efficace de production. Plusieurs approches théoriques ont été proposées afin de l'expliquer et leur pouvoir prédictif doit être vérifié. Les résultats expérimentaux présentés dans ce travail représentent le seul ensemble complet de mesure pour des réactions du type (n, Xn) dans ce domaine d'énergie.<br />Réalisées au laboratoire TSL à Uppsala (Suède), les expériences ont eu comme objectif la mesure des sections efficaces doublement différentielles de production de neutrons dans des réactions induites par des neutrons de 96 MeV sur des cibles de Fe et de Pb, pour la première fois avec un seuil en énergie de 2 MeV et dans un domaine angulaire important (15°-98°). La détection des neutrons a été effectuée en utilisant deux dispositifs expérimentaux indépendants, DECOI&DEMON et CLODIA&SCANDAL, afin de couvrir tout le domaine d'énergie (2-100 MeV). Des sections efficaces doublement différentielles nous avons extrait les distributions angulaires, les distributions en énergie ainsi que les sections efficaces totales de production inélastiques.<br />Les résultats obtenus ont été comparés avec les prédictions données par deux des codes les plus utilisés, GEANT3 et MCNPX, ainsi qu'avec le modèle de simulation microscopique DYWAN choisi pour son originalité dans le traitement des réactions nucléon-noyau.

Le sujet de ce cette thèse est la mise en oeuvre d'un dispositif expérimental permettant<br />la mesure des paramètres R et N dans la désintégration du neutron polarisé, ainsi que<br />l'analyse des données récoltées. Quatre observables sont nécessaires à cette mesure : la<br />polarisation des neutrons, l'impulsion des électrons et les deux composantes transversales<br />de la polarisation des électrons. Ces deux dernières observables sont mesurées au moyen<br />d'un polarimètre de Mott. Les mêmes détecteurs permettent également de déterminer<br />les autres observables. La précision recherchée sur le paramètre R est de 0,5%. Une<br />valeur non nulle serait la marque d'une violation de la symétrie sous le renversement du<br />temps, non prévue par le Modèle Standard. Ce document décrit dans un premier temps le<br />travail effectué pour préparer et optimiser le dispositif expérimental avant la campagne de<br />mesure qui s'est déroulée à l'été 2004. En particulier, un effort important a été fourni pour<br />améliorer le fonctionnement des murs de scintillateurs utilisés à la fois pour déclencher<br />l'acquisition et pour mesurer l'énergie des électrons. La deuxième partie concerne la mise<br />au point d'une méthode d'extraction des paramètres R et N à partir des données récoltées,<br />et l'étude de l'origine du bruit de fond mesuré simultanément

Cette thèse porte sur le développement du DosiMap, un nouvel instrument de dosimétrie pour le contrôle des faisceaux de radiothérapie. Ce dispositif est basé sur l'utilisation d'un scintillateur plastique plan placé au sein d'un fantôme de polystyrène. La distribution lumineuse produite par le DosiMap sous irradiation, composée de scintillation et de rayonnement Čerenkov, est mesurée par une caméra CCD, puis analysée afin d'en déduire la distribution de dose déposée dans le scintillateur.<br />Ce dispositif possède un certain nombre d'avantages. Il est équivalent tissus, présente une bonne résolution spatiale et une réponse linéaire en énergie. Il permet également d'effectuer des mesures de dose immédiates, ce qui rend son utilisation adaptée à une utilisation clinique.<br />Après une introduction des notions de base de la radiothérapie, les différentes étapes du développement de cet instrument sont exposées dans ce mémoire. Différents scintillateurs plastiques ont, dans un premier temps, été testés afin de déterminer le mieux adapté à cette application. Seule la scintillation étant proportionnelle à la dose, la déconvolution de la scintillation et du rayonnement Čerenkov a ensuite été réalisée. Enfin, la caméra se trouvant en salle d'irradiation, il a été nécessaire de mettre au point un blindage afin de la protéger. La calibration en dose du dispositif ainsi que sa réponse dosimétrique sont alors exposées.<br />Ce travail a permis de mesurer des distributions de dose avec une incertitude inférieure à 2 % pour des faisceaux de photons homogènes. D'excellents résultats ont également été obtenus dans le cas de faisceaux modulés en intensité.

In this thesis, we used Effective Field Theory (EFT) to calculate the radiative ALPHA capture on 12C . This reaction is considered the “holy grail” in nuclear astrophysics because it determines the relevant abundance of 16O and 12C . We considered the E1 transition from initial p-wave at energy around the Gamow energy EG =0.3MeV.The theoretical formula for the cross section is obtained by fitting the EFT parameters to the phase shift and S-factor data. We find the Effective Range Expansion (ERE) parameters describing the ALPHA-wave phase shift are fine tuned. The shallow bound state and the resonance ALPHA-wave states are also described.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: We investigate the nuclei 20Ne, 44Ti, 94Mo, 136Te and 212Po using a model of an α-cluster orbiting a closed shell core. A purely phenomenological cluster-core potential is found to provide a successful description of the spectra, B(E2↓) transition strengths, and α-decay rates of the low-lying positive parity states of these nuclei. We then use the same potential as the real part of an optical model potential to describe the α elastic scattering by 16O, 40Ca, 90Zr and 208Pb. The experimental differential cross-section data are reasonably well reproduced with the imaginary potential depth as the only free parameter. The special case of the 8Be system is also analysed. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Ons ondersoek die kerne 20Ne, 44Ti, 94Mo, 136Te en 212Po deur gebruik te maak van ’n model waar ’n α-bondel om ’n kern met ’n geslote skil wentel. ’n Suiwer fenomenologiese bondelkern potentiaal is gevind wat die energie spektra, B(E2 ↓) oorgangs sterktes, en α-verval tempo vir laagliggende positiewe pariteitstoestande vir hierdie kerne beskryf. Ons gebruik dieselfde potentiaal as die reele deel van die optiese potentiaal om die alpha elastiese verstrooiing deur die kerne 16O, 40Ca, 90Zr en 208Pb te beskryf. Die eksperimentele differensiele kansvlak data word redelik goed gereprodukseer met slegs die imaginere potensiaal diepte as die enigste vrye parameter. Die spesiale geval van 8Be is ook ondersoek.

Si l'existence d'un îlot de stabilité au-delà de Z=110 est théoriquement acquise, la localisation de cet îlot varie selon les modèles entre Z=114 et Z=126. Dans ce travail la stabilité des noyaux superlourds est sondée à travers l'étude de leur temps de fission. La méthode expérimentale choisie, dite de blocage cristallin, est sensible à la présence dans la distribution des temps de fission d'éventuelles composantes à longs temps signant un mécanisme de fission intervenant après formation d'un noyau composé. Les figures de blocage ont donc été constituées pour les différents produits de la réaction 238U+Ni (6.6 MeV/A) -> 120, le dispositif expérimental utilisé permettant d'identifier et de sélectionner clairement les mécanismes de réaction. La comparaison de la figure de blocage constituée pour des évènements de diffusion quasi-élastique à celle obtenue pour les fragments issus de la fission d'un Z=120, associée à l'étude des propriétés cinématiques de ces fragments témoigne de la présence de temps de fission très longs (>10^-18 s) uniquement compatibles avec un mécanisme de fusion-fission impliquant une hauteur de barrière de fission non négligeable pour Z=120.<br /><br />Dans une deuxième partie sont présentés des calculs microscopiques de hauteurs de barrières de fission réalisés dans le cadre de la théorie HFB à température finie. En raison de la disparition progressive de la corrélation d'appariement avec T, s'effectuant de manière différente au niveau fondamental et au sommet de la barrière, Bf croît d'abord jusqu'à T~0.8 MeV avant de décroître avec T en raison de l'amortissement des effets de couches avec la température.

Le cadre de ce travail est l'étude de la structure de noyaux légers riches en neutrons par différentes méthodes expérimentales et théoriques.<br /><br />Nous présentons tout d'abord une étude complète des réactions de perte d'un neutron effectuée sur les noyaux de $^{12-15}$B, $^{14-18}$C, $^{17-21}$N, $^{19-23}$O et $^{22-25}$F avec la mesure des distributions en moment parallèle et transverse et des sections efficaces sur cibles de C et de Ta.<br />Un modèle de type Glauber et de dissociation coulombienne, couplé à des calculs de modèle en couches, ainsi q'un nouveau modèle utilisant l'approximation soudaine pour le calcul des distributions transverses, ont été développés.<br />Les résultats de ces calculs sont en très bon accord avec les données, ce qui nous a permis de proposer des spins-parités pour les noyaux de $^{15}$B, $^{17}$C, $^{19-21}$N, $^{21,23}$O et $^{23-25}$F et de conclure quant à l'emploi de telles réactions comme outil spectroscopique.<br /><br />Les distributions en moment des alphas et la section efficace suivant la dissociation de l'$^6$He sur une cible de proton ont été mesurées. Les observations concordent avec des prédictions théoriques montrant la sensibilité de ces distributions à la structure du continuum de l'$^6$He.<br /><br />Enfin, pour le première fois, nous avons réalisé une expérience de capture radiative d'un proton sur l'$^6$He à 40 MeV/nucléon. La capture sur l'$^6$He avec formation du $^7$Li a été observée avec une section efficace de 35 $\pm$ 2 $\mu$b et la distribution angulaire des photons mesurée. Des coïncidences triples ($^6$Li, photons de 30 MeV et de 3.5 MeV) et doubles ($^4$He, photons de 27 MeV) ont aussi été observés. Elles peuvent être interprétées comme des captures du proton sur des sous-systèmes de l'$^6$He ($^5$He et $^4$He), ou comme des captures sur l'$^6$He avec formation de résonances du $^7$Li. De faibles indications expérimentales ainsi que l'observation d'un petit nombre de coïncidences deutons et photons de 22 MeV vont dans le sens de la première hypothèse.