Journées de la division Physique Nucléaire 2008

13 mai 2008, 08:45 → 14 mai 2008, 20:15 Europe/Paris

Nantes

Alexandre Obertelli (CEA/Dapnia), Christelle Roy (Subatech), Magali Estienne (IPHC), Marcella Grasso (IPNO), Muriel Fallot (Subatech), Stefano Panebianco (CEA/Dapnia), Stéphane Grévy (GANIL)

Journées de la division Physique Nucléaire de la Société Francaise de Physique.

Affiche des Journées affiche_nantes_web.pdf

circulaire 1 première circulaire

circulaire 2 JPN08_2èmeCirculaire.pdf

Réglement concours doctorants réglement doctorants

mardi 13 mai

Introduction

La Division Physique Nucléaire de la Société Française de Physique (SFP) organise chaque année ses journées dans le but de réunir et mettre en relation des chercheurs appartenant à des domaines différents de la physique nucléaire et, dans le même temps, de communiquer avec le grand public sur des thèmes d'actualité. La première session de ces journées sera consacrée à débattre de notre connaissance actuelle du PQG, autant du point de vue théorique qu’expérimental. Une table ronde conclura la session avec un débat sur le futur de la recherche autour du PQG après le LHC. Dans l’esprit d’explorer le diagramme d’état de la matière dans toutes les directions, la deuxième session va aborder le thème des étoiles à neutrons. Une soirée « café de sciences » ouverte au grand public portera sur le rôle de la physique nucléaire dans la pratique médicale en France.

1 Introduction aux journées de la division de Physique Nucléaire de la Société Française de Physique.

Orateurs: Prof. Jean-Claude Meslin (Doyen de l'UFR de Sciences et Techniques de l'Université de Nantes), Dr Stefano Panebianco (CEA Saclay, IRFU/SPhN)

Status des recherches autour du Plama de Quarks et de Gluons

2 La physique du plasma de quarks et de gluons (40+5)

Orateur: Prof. N. Borghini (Universite de Bielefeld)

3 Bilan et perspectives pour la physique des basses impulsions tranverses et intermediaires du RHIC au LHC (40+5)

Orateur: Dr B. Hippolyte (IPHC Strasbourg)

10:45 break

4 Tour d'horizon sur la production de quarkonia et de charme ouvert a RHIC (30+5)

Orateur: Dr H. Pereira (IRFU/SPhN Saclay)

5 Performances attendues pour la production de charme dans l'experience ALICE au LHC (30+5)

Orateur: Dr R. Tieulent (IPN Lyon)

6 Evolution des sondes dures pour la physique des ions lourds du RHIC au LHC (40+5)

Orateur: Dr M. Germain (Subatech Nantes)

7 Repas au Restaurant Universitaire La Lombarderie

Table ronde "Quel futur pour le QGP ?"

8 Table ronde

Orateurs: Dr A. Baldisseri (SPhN Saclay), Dr D. (à confirmer) D'Enterria (CERN), Dr F. Rami (IPHC Strasbourg), Dr G. Martinez (Subatech Nantes), Dr P. Crochet (LPC Clermont-Ferrand)

Café de Sciences

"Le Nucléaire qui soigne"

9 Apéritif au Café Le Flesselles à partir de 19h30, offert par la SFP.

Café Le Flesselles, 3 allée Flesselles 44000 Nantes A côté des arrêts de tramway Commerce des lignes 1 et 2, au centre ville.

10 "Le nucléaire qui soigne" au Café Le Flesselles

Site web : http://www.sciences-techniques.univ-nantes.fr/44655456/0/fiche___pagelibre/&RH=1183385288761 Protonthérapie, hadronthérapie, radio-immunothérapie... Ce sont là les noms de nouvelles armes de lutte contre le cancer. Issues de la collaboration entre la physique nucléaire et la médecine, ces méthodes sont depuis quelques années déjà en application ou en test. Leur mise au point requiert la collaboration d'équipes pluridisciplinaires, comme celles des centres de protonthérapie et d'hadronthérapie d’Orsay et de Lyon (projet Etoile). Dans notre région, une large communauté scientifique s'est mobilisée autour du projet du cyclotron Arronax, qui sera prochainement mis en service à Saint-Herblain. Cet accélérateur de 4 mètres de diamètre, dédié en grande partie à la médecine, permettra de produire de nouveaux produits radioactifs pour la radio-immunothérapie. En toute convivialité venez découvrir les progrès de la médecine nucléaire, ainsi que le cyclotron Arronax. Intervenants: - Sophie Kerouas-Cavata, physicienne nucléaire du CEA-Saclay (91) - Jean-François Chatal, médecin et professeur de médecine nucléaire à Nantes, - Pr. Francesco Giammarile, médecin nucléaire du projet Etoile et du centre hospitalier CHLS (Lyon) - Jacques Martino, directeur du cyclotron ARRONAX

Orateurs: Prof. Francesco Giammarile (Médecin - Lyon), Prof. Jacques Martino (Cyclotron ARRONAX et SUBATECH - Nantes), Prof. Jean-François Chatal (Médecin - Nantes), Dr Sophie Kerouas-Cavata (CEA/IRFU/SPhN)

mercredi 14 mai

Session doctorants

Les jeunes doctorants sont invités à présenter leurs travaux de thèses.
Les meilleurs d'entre eux seront récompensés (cf reglement sur la page des journées).
Le jury est composé de :

Karim Bennaceur (IPNL, Lyon),
Antoine Drouart (IRFU/SPhN, Saclay),
Christian Finck (SUBATECH, Nantes) - Président,
Michel Guidal (IPNO, Orsay),
Jerome Margueron (IPNO, Orsay).

11 Introduction

Orateur: Christian Finck (CNRS)

12 Premières analyses des données du spectromètre à muons d'ALICE au LHC.

L'étude de la production de muons provenant de résonances de saveurs lourdes, est un des moyens d'identification d'une formation de plasma de quarks et de gluons (PQG) par des collisions d'ions lourds. La trajectographie de ces muons à travers un champ magnétique permet le calcul de la masse invariante et donne accès aux caractéristiques du milieu de formation des quarkonia. Le calcul de l'efficacité étant une pierre angulaire du système (par exemple pour les sections efficaces), il est important de pouvoir la calculer.

Orateur: M. Nicolas LE BRIS (Subatech)

13 Type II Supernova theory: study of electro-weak processes during gravitational collapse of massive stars.

This PhD thesis sets itself in the framework of type II Supernovae theory. As a matter of fact, currently supernovae numerical simulations that simulates the supernova core collapse up to the formation of the shock wave fail to reproduce the observed explosion of the outer layer of massive stars. The reason for that could be due both to hydrodynamical phenomena such as rotation, convection, and general relativity, and to some microphysics processes involved in the picture and not yet completely understood. Our aim is to investigate some of these microphysics aspects, namely the electro-weak processes, that play a crucial role during the gravitational collapse and to analyze their effects using the one dimensional code developed by Patrick Blottiau and Philip Mellor (CEA/DAM). The most important electro-weak process taking place during the collapse is the electron capture. It occurs both on free protons and on protons bounded in nuclei. This capture is essential to determine the evolution of the electron fraction of the core during the neutronization phase. It affects the efficiency of the bounce and, as a consequence, the strength of the shock wave. More in details, electron capture rates in nuclei are modified by the effective mass of nucleons. This effective mass is induced by many-body correlations in the dense medium and depends on temperature, density, and isospin asymmetry. It could be deduced from theoretical models or extracted from experiments like in heavy-ion collisions. The symmetry energy of the nuclear mass formula also depends on the effective mass. Introducing a temperature dependent effective mass into the supernova modelization, it has been found that the amount of the deleptonization is modified and it has a not negligible effect on the kinetic energy of the shock wave.

Orateur: Anthea Francesca Fantina (IPN Orsay)

14 Le charme ouvert dans STAR, avec ou sans Heavy Flavor Tracker ?

L'étude des propriétés du système formé au cours de collisions d'ions lourds ultra relativistes est effectuée auprès du Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), près de New York, depuis maintenant 8 ans. Les nombreuses observations qui y ont été faites semblent indiquer la formation d'un milieu chaud, très dense et présentant des degrés de liberté partoniques. Afin d'en compléter la caractérisation, l'évaluation de son degré de thermalisation est essentielle. Les mesures du flow elliptique (v2) des saveurs légères (u, d et s) en ont constitué la première étape et l'étude du mouvement collectif des quarks lourds (c, b) pourrait permettre de remonter à l'état de thermalisation des quarks plus légers. Aujourd'hui, les spectres en impulsions transverses et les mesures de sections efficaces ou du v2 des saveurs lourdes sont cependant relativement peu précises et sont accompagnées de grandes incertitudes systématiques. L'expérience STAR (Solenoidal Tracker At RHIC) devrait permettre (à partir de 2010) d'effectuer ces mesures de façon précise (directe et topologique), grâce à son futur détecteur de vertex, le Heavy Flavor Tracker (HFT). Il s'agit du premier détecteur qui exploitera la technologie CMOS, en plein essort industriel et présentant un bon compromis entre granularité, budget de matière, rapidité et résistance aux rayonnements. Après avoir montré la limite des mesures actuelles, nous verrons à travers l'étude des paramètres de ce détecteur et de quelques résultats de caractérisation ou de simulation, que les mesures précédemment citées devraient être réalisables, dès la première année de prise de données, avec le HFT.

Orateur: M. Alexandre SHABETAI (IPHC (STRASBOURG))

15 Pause

16 L'electroproduction du méson rho+ sur le proton au Jefferson Laboratory (USA) avec le détecteur CLAS et l'étude des distributions de partons généralisées.

Mon travail de thèse consiste en l'analyse du canal: ep->e n rho+, le rho+ se désintégrant en pi+ pi0. Les données ont été obtenues avec le multi-détecteur à grand acceptance CLAS et le faisceau d'électrons de 6 GeV de JLab. Le but de cette analyse est d'extraire les sections efficaces de cette réaction et de les comparer à des calculs théoriques basés sur des modèles de Distributions de Partons Généralisées (GPDs). Ces GPDs paramétrisent la structure complexe du nucléon, en particulier les corrélations (position-impulsion) entre quarks à l'intérieur du nucléon, corrélations aujourd'hui encore totalement inconnues. Sur le long terme, les GPDs peuvent donner accès à la contribution des quarks au moment orbital du nucléon.

Orateur: M. AHMED FRADI (IPN ORSAY)

17 Détection des pions neutres avec le spectromètre PHOS de l’expérience ALICE.

La matière nucléaire ordinaire est formée par un assemblage de quarks interagissant fortement par l’intermédiaire de gluons. Des calculs de chromodynamique quantique (QCD), la théorie de l’interaction forte, prédisent qu’au delà d’une certaine densité baryonique et/ou d’une certaine température la matière nucléaire subit une transition de phase vers un état déconfiné : le Plasma de Quarks et Gluons (PQG). Les collisions d’ions lourds sont un des moyens dont on dispose en laboratoire permettant d’étudier les propriétés du PQG notamment à travers la détection photonique. ALICE, l’unique expérience du LHC dédiée aux collisions d’ions lourds est conçue notamment pour accéder à cette observable. Les mesures de photons avec l’expérience ALICE seront réalisées avec le spectromètre à photons de haute résolution, le PHOS. Grâce aux mesures de photons à partir des canaux de désintégration π0−>γγ, le PHOS nous permettra de mesurer les π0 sur un large domaine en moment transverse. Les π0 sont une sonde importante à la fois pour la physique proton-proton (p-p) et celle des ions lourds. La production de pions neutres lors des collisions p-p fournit un test direct de notre théorie la QCD et permet de contraindre les modèles théoriques. D’autre part, elle sert de référence pour explorer la modification des processus durs dans les collisions en ions lourds. Une estimation de la section efficace différentielle de production des π0 est calculée avec l’approche « next-to-leading order » (NLO). L’efficacité d’identification des π0 avec des analyses de masse invariante et un spectre réaliste des π0 seront présentés.

Orateur: Mlle lamia benhabib (SUBATECH)

18 L'étude des hypernoyaux dans la collision 6Li+12C a 2 GeV/nucléon.

Cette spectroscopie hypernucléaire est proposée par le récent groupe HypHI au GSI. Le point novateur de ce nouveau projet est la nouvelle approche de production des hypernoyaux. En comparaison avec les autres méthodes utilisant des faisceaux primaires d'électron ou secondaires de pion ou kaon, le groupe HypHI projette d'utiliser un faisceau d'ions lourds ou d'isotopes rares sur cible fixe. Cette nouvelle approche dans le mécanisme de production d'hypernoyaux permet l'ouverture a de nouvelles études dans le domaine de la physique hypernuclaire. En particulier, la spectroscopie d'hypernoyaux riche en neutrons ou riche en protons jusque là inconnus, la mesure du moment magnétique hypernuclaire de façon direct (ce qui est impossible dans les cas des autres spectroscopies) et bien d'autre aspects des hypernoyaux. Ayant débuté ma thèse au commencement du groupe HypHI en octobre 2006, je suis particulièrement impliqué dans la première phase du projet, ayant pour but de démontrer la faisabilité de cette spectroscopie. Je suis en charge de l'ensemble des simulations de cette expérience, allant de la simulation GEANT4 du setup au programme d'analyse, ainsi que l'élaboration du système de déclenchement ("Trigger system"), la dernière partie de ma thèse sera l'analyse des données acquises durant cette expérience prévu pour début 2009, montrant les résultats de la faisabilité de cette spectroscopie.

Orateur: M. Christophe Rappold (GSI / IPHC strasbourg)

19 Délibération du jury et remise des prix

20 Repas au Restaurant Universitaire La Lombarderie

Neutron Stars

21 Astres compacts et étoiles de quarks étranges (40+5)

Après une introduction sur la structure des étoiles en rotation en relativité générale, je présenterai les divers modèles d'étoiles à neutrons et d'étoiles de quarks que l'on peut construire à partir des équations d'état de la physique nucléaire contemporaine. Je discuterai ensuite des observations actuelles de ces objets, depuis les ondes radios (pulsars) jusqu'aux rayons X et gamma, ainsi que des observations futures en ondes gravitationnelles. L'accent sera mis sur les contraintes que ces observations apportent sur la matière à des densités supra-nucléaires. En particulier, nous discuterons de l'existence des étoiles de quarks étranges.

Orateur: Dr Eric Gourgoulhon (LUTH Meudon)

22 Transitions de phase dans les ecorces des etoiles a neutrons (40+5)

Dans la phase finale de leur évolution, les étoiles massives ayant entièrement consommé leur combustible thermo-nucléaire, donnent lieu à l’un des phénomènes les plus spectaculaires visibles dans le cosmos : l’explosion d’une supernova. A l’issue de ce processus, la plus grande partie de la matière d’étoile reste sous forme de résidu chaud et compact qui se refroidit progressivement en donnant naissance à une étoile à neutrons. Il est reconnu depuis plusieurs années que la matière dans l’écorce de l’étoile à neutrons n’est pas homogène, mais elle s’organise en phases complexes, connues dans la littérature sous le nom de « phases pasta » à cause de leur géométrie évocatrice. En revanche, la persistance de ces structures à température finie, c’est à dire pendant la phase de refroidissement de la protoétoile à neutrons, n’est pas établie clairement. L’intérêt de ce phénomène réside dans le fait que des dishomogénéités sur large échelle modifieraient les propriétés mécaniques et thermiques de l’étoile, ainsi que sa capacité d’absorption de neutrinos, avec des conséquences importantes sur la dynamique de l’explosion et du refroidissement. Dans cet exposé nous nous concentrerons sur les calculs de la structure de phase de la matière d'étoile effectués par les équipes de théoriciens français (projet In2p3 Nstar et ANR NExEN), à la fois avec des approches des champ moyen et des modèles statistiques semiclassiques. Si les prédictions quantitatives sont encore très dépendantes du modèle, certains résultats génériques sont d'ores et déjà acquis: le phénomène de frustration de l’interaction nucléaire attractive par l’interaction coulombienne, caracteristique de la matière d'étoile, conduit d'une part à une expansion de la zone de coexistence de phases, et d’autre part à une suppression des corrélations à longue portée caractéristiques d’un point critique.

Orateur: Prof. F. Gulminelli

15:30 break

23 Structure nucléaire et nucléosynthèse du processus r dans les supernovae et étoiles à neutrons

Le processus rapide de capture de neutrons (processus r) est responsable de la production de la moitié des éléments au-delà du Fer, mais aussi probablement de noyaux légers stables riches en neutrons. Même si son importance est capitale pour comprendre la production d'éléments qui constituent l'univers, les sites potentiels dans lesquels ce processus a lieu sont encore incertains. Parmi les plus probables figurent les supernovae, et les bras spiraux d'étoiles à neutrons en accrétion. Dans ces deux cas les conditions extrêmes de densité de neutrons et de température impliquent que des noyaux instables très riches en neutrons sont produits. Ils sont les géniteurs des noyaux qui composent un garnde part des éléments dans l'univers. La courbe d'abondance des éléments r solaires ou d'étoiles du halo galactique soulignent le rôle prédominant des fermetures de couche nucléaires de noyaux très enrichis en neutrons pour le déroulement de ce processus. Des avancées significatives ont été faites ces dernières années pour produire en laboratoire des noyaux clefs au déroulement de ce processus, et comprendre puis prédire l'évolution des couches nucléaires eu regard aux forces nucléaires qui sont mises à contributions dans ces noyaux. L'exposé fera un point sur les contraintes observationnelles à ce processus, et sur les sites potentiels à son déroulement, avant de présenter les propriétés nucléaires qu'il est essentiel de connaître pour comprendre ce processus et en contraindre les conditions et sites de production. Les forces nucléaires dites tenseurs, jusqu'alors ignorées, jouent un rôle essentiel pour expliquer l'évolution des fermetures de couches nucléaire et la disparition des nombres 'magiques'. Les conséquences astrophysiques en seront proposées.

Orateur: Dr O. SORLIN (GANIL Caen)

24 Discussion Générale

25 Clôture des journées 2008 : merci à tous les participants !

Un grand merci à tous les participants !