s,'3e/ P(OC O I '.£s vflj O r Photos couverture (de haut en bas) Spectre de coincidences des fragments de fission de252 Cf. Spectromètre de masse par temps de vol à multisondes de désorption, système modulaire. Cible de Plasma installée sur une des lignes du Tandem d'Orsay. CO O) W OO O en I OJ 'ce Q) 3 CC O CL CL DC 1er SEPTEMBRE 1988 - 31 AOUT 1989 INSTITUT DE PHYSIQUE NUCLEAIRE Directeur : Henri Sergolle Professeur à l'Université Paris XI DIVISION DE RECHERCHE EXPERIMENTALE DIVISION DE PHYSIQUE THEORIQUE Directeur : Michel Vergnes Directeur : Oriol Bohigas Directeur de Recherche au CNRS Directeur de Recherche au CNRS PREFACE Ce rapport d'activité couvre la période allant du 1er septembre 1988 au 31 août 1989. Ceci vaut aussi pour la partie "Rapport technique" : publiée jusqu'à présent tous les deux ans, elle suivra dorénavant le même rythme que les parties consacrées aux Divisions de Physique Expérimentale et Théorique. Un effort a été réalisé pour que la publication de l'ensemble du document soit plus rapide que par le passé ;je remercie tout particulièrement les collaborateurs qui ont oeuvré pour que cet objectif soit atteint. Un certain nombre d'événements ont marqué l'année qui vient de s'écouler. L'évolution de la discipline, qui concentre ses moyens sur un nombre restreint de machines toujours plus performantes, a entraîné l'arrêt fin 89 de l'exploitation du synchrocyclotron pour la physique nucléaire. Le premier en fonctionnement à VlPN, cet accélérateur a marqué trente années durant, le rythme de l'activité du laboratoire. Chacun connaît les beaux résultats qu'il a permis d'obtenir, dans le domaine des mécanismes de réaction et dans celui de la structure nucléaire (résonances géantes, noyaux exotiques,...). Les physiciens vont poursuivre sur d'autres machines leur quête de résultats originaux : à ISOWE au CERN pour ceux qui exploitaient ISOCELE, au Laboratoire National Saturne (où la présence de l'IPN est de ce fait encore accentuée) pour d'autres. La vie du synchrocyclotron n'est -heureusement- pas terminée. Nos collègues médecins, désireux de l'utiliser à des fins de protonthérapie, ont obtenu de leur tutelle l'accord de principe et les moyens nécessaires à cette nouvelle exploitation. Toujours performant, comme en témoigne le taux de panne extrêmement bas des dernières années, le synchrocyclotron entreprend donc une deuxième carrière riche d'espérances. Le projet d'un accélérateur d'électrons hautement performant constitue l'un des objectifs prioritaires sur lesquels les physiciens nucléaires devraient à l'avenir, concentrer une part notable de leurs recherches. Après l'audit de la discipline effectué par une commission d'Académiciens, les rapports discutés par la Commission des Très Grands Instruments -siégeant au Ministère de la Recherche-, l'espoir de voir naître ce projet prend corps. Des discussions entre physiciens français et leurs collègues européens sont engagées pour justifier l'énergie optimum de la machine. Des collaborateurs théoriciens et expérimentateurs du laboratoire y contribuent de façon fort active. Par ailleurs, une collaboration a été entreprise avec une équipe de Bonn afin d'étudier la photodésintégration du méson T]. L'ensemble de ces actions a pour objectif de tisser une base européenne indispensable à la réalisation d'un projet de cette ampleur. En parallèle, les efforts techniques entrepris avec Saclay sur les cavités supraconductrices se poursuivent ; et une nouvelle ligne est développée avec la mise sur pied d'un groupe oeuvrant à la réalisation d'une source d'électrons polarisés. Ces efforts, qui devront être soutenus, préparent l'avenir. Ils n'empêchent nullement la poursuite des travaux vivants et originaux menés auprès des machines nationales -où la place de l'IPN demeure toujours importante- auprès des accélérateurs du laboratoire comme au CERN ou avec le Château de Cristal. Les activités pluridisciplinaires gardent un incontestable dynamisme, tout comme les travaux des théoriciens. La lecture des pages qui suivent conforte cette appréciation, et met en évidence des collaborations toujours plus étroites entre théoriciens et expérimentateurs. Une autre caractéristique que révèle ce rapport est l'engagement pris par l'IPN dans le développement de nouveaux multidétecteurs : EDEN sera bientôt réalisé, et permettra de jolies expériences auprès du GANIL et à Groningen ; le laboratoire a en charge une pan notable d'INDRA, qui équipera l'une des lignes du GANIL, et une part non négligeable d'EUROGAM. La construction de ces outils exige une étroite et efficace collaboration entre physiciens, ingénieurs et techniciens. Le succès de ces réalisations, comme de l'accélérateur cryogénique AGOR, qui prend corps au bâtiment 106 est le nécessaire garant des recherches de demain. Henri Sergolle. III . o < < UJ UJX UJ -J Z O SS- Ul Z Z o O |*f - OT O /A l ! OC E E S Ul E OT 4 S Ul OC OC OT 1— Z MEDECIN FINANCE HUMAINE m PREVENTIV U Q RESSOURC EDITION-PHO DOCUMENTAT RADIOPROTEC UJ UJ ï: OT = io UJ UJ IiJ O j= UJ i— 3 U U R E N N . L Q Q E . S . S.T.I.C CALCU S.E.P :f°8- S.E.E.M BASSE PHYSIQU TRAITEME INFORMATI ELECTRONIQ ELECTRONI o ë » K TEMPERATU ELECTROTECH MECANIQ ELECTROMAGN I OO o < g si to0 > - O CO CO UJ L E E E PARTICU HYSIQU HYSIQU UCLEAIR °- Z Q. CO UJ Q I . E | S - T E E E Ul OC NUCL S E Z < E . TECHNIQUES S P.S.I S.N.R CHIMI <cc REACTION PHYSIQU R NUCLEAIR DETECTEUR RADIOCHIMI PA ClBLES-SOURCES I = STRUCTUR SYNCHRO-ISOCEL a. SECRETARIA | !GROUPE division de recherche expérimentale division de physique théorique 3 activités générales et recherches techniques division de recherche expérimentale INSTITUT DE PHYSIQUE NUCLEAIRE Directeur : Henri SERGOLLE Division de Recherche Expérimentale Directeur : Michel VERGNES Directeur Adjoint : René BIMBOT Assistante de Direction : Claire KHALIFA Groupes Responsables STRUCTURE NUCLEAIRE PAR REACTIONS Jean VERNOTTE PHYSIQUESYNCHRO-ISOCELE Jocelyne S AUVAGE CHIMIE NUCLEAIRE Marie-France RIVET RADIOCfflMffi Robert GUILLAUMONT PHYSIQUE NUCLEAIRE IONS LOURDS Françoise POUGHEON PHYSIQUE AUX ENERGIES INTERMEDIAIRES Boris TATISCHEFF PREFACE Parmi les résultats scientifiques les plus marquants wur l 'année 1989, je citerai en tête : • La mise en évidence, dans l'émission de ^C par le ^^Ra, d'une structure fine analogue à celle découverte par S. Rosenblum en 1929 pour les rayons a. Le niveau le plus peuplé n'est pas le niveau fondamental du 209pfr (embranchement = 15%), mais le premier niveau excité (embranchement = 80%). Ce très joli résultat - oui montre clairement pour la première fois l'influence de la structure nucléaire sur l'émission de ^C - a été obtenu, en utilisant le solénoïde cryogénique SOLENO et une source très intense de 22/ 'Th, grâce à une collaboration étroite entre des physiciens et des radiochimistea de l'IPN. Dans le domaine, toujours très prolifique, des noyaux exotiques : • Découverte à Ganil, en utilisant un faisceau de ^Ca, de nouveaux isotopes : ^-Si, 45,46pr , 51 Cl, excédentaires de 12 à 15 neutrons par rapport au dernier isotope stable. • Mesures de périodes : au Ganil par coïncidences /î" - n.pour des noyaux, 2.122^ et2324Qt très excédentaires en neutrons ; à l'ILL de Grenoble pour les Ni, là aussi très excédentaires en neutrons (71<A< 74). • Détermination des moments quadrupolaires de '"'Au et '°*Au grâce à l'amélioration considérable du système de désorption par laser installé auprès du synchrocyclotron (PILfS II, collaboration avec le laboratoire Aimé Cotton et l'Université Mc GiIl de Montréal, efficacité multipliée par un facteur -2000). Cette mesure a montré, pour la première fois de façon directe, que le changement brutal des rayons de charge correspond à un changement de signe du moment quadrupolaire : transition "oblate" (ou triaxial) -* "prolate". En ce qui concerne les études de mécanismes de réactions à Ganil : • Succès jusqu'à 50 MeVIA, dans le domaine des collisions périphériques noyau-noyau, d'un modèle d'échange stochastique de nucléons entre les deux partenaires de la collision, développé pour les basses énergies. • Etude de la décroissance des résonances géantes et structures à haute énergie d'excitation, dans la diffusion inélastique Ca + Ca à 50 MeVIA. Une structure observée à 34 MeV et identifiée comme une excitation de la cible pourrait être un état à 2 phonons (GQR à = 17 MeV). Auprès de Saturne, je citerai : • Etudes de production du TJ près du seuil, avec tentatives de détermination plus précise de la masse de ce méson, à SPES III et SPES IV. • Recherches à SPES III de résonances multibary uniques, qui n'ont permis de mettre en évidence aucune structure étroite, dibaryon (T=2), ou tribaryon. • Etude entre 200 et 600 MeV, de l'interaction de spin isoscalaire qui peut maintenant être considérée comme bien déterminée expérimentalement, avec une probable dépendance en densité. Toujours au LNS, il faut rappeler les recherches : actuellement en cours, sur la production associée d'étrangeté à SPES III et SPES IV, avec détection d'un K+ ; en démarrage sur l'étude exclusive des modes de spin-isospin dans la réaction (^He,t), avec détection, du triton après analyse magnétique, et des produits de désintégration du A au moyen de Diogène. • Tout en haut de la gamme d'énergie, au CERN, l'expérience NA38 - à laquelle 4 physiciens de il PN participent - a déjà permis de mettre en évidence la réduction très importante de la production du Jl \yquand la densité d'énergie augmente. Des résultats très récents concernent les résonances de basse masse : aux plus grandes densités d'énergie le rapport Qlca est environ 3 fois plus grand dans les réactions U + (O ou S) que dans la réaction p + U. L'augmentation de la production de ce méson étrange est un phénomène très intéressant dont l'étude se poursuivra en 1990.