États métastables dans des noyaux très exotiques étudiés par les durées de vie et les moments nucléaires : tester la magicité nucléaire // Metastable states in very exotic nuclei investigated by lifetimes and nuclear moments: testing the nuclear magicity

Les études sur la structure nucléaire se concentrent sur la compréhension des propriétés nucléaires éloignées de la stabilité. L'observation expérimentale de déformations, par exemple pour des noyaux supposés magiques et sphériques, a profondément modifié l'interprétation des noyaux riches en neutrons. Pour certains d'entre eux, on a constaté la disparition des nombres magiques connus et l'apparition de nouveaux nombres magiques. Ces effets sont liés à l'influence mutuelle de certaines orbitales protons et neutrons qui, en modifiant les énergies des orbitales, ouvre ou ferme ainsi des écarts d'énergie. En s'éloignant des nouveaux nombres magiques, la collectivité s'installe, et on ne sait pas actuellement quels autres effets pourraient se produire et provoquer de nouveaux phénomènes à étudier.

L'étude proposée ici porte sur la structure de la couche autour des noyaux clés de la carte des nucléides tels que 132Sn (Z=50,N=82), qui est très riche en neutrons, et autour de 208Pb (Z=82,N=126), qui est le noyau doublement magique le plus lourd connu. Des études spectroscopiques sont prévues dans ces deux régions, comme la spectroscopie d'isomères, et des mesures de moments nucléaires d'états excités de noyaux instables. En particulier, les effets de la structure « single particle » sur l'évolution de la déformation seront examinés en détail. Des études sont envisagées au sein du complexe d'accélérateurs RIKEN/RIBF au Japon ainsi qu'à l'installation IJCLab/ALTO locale en utilisant la nouvelle configuration gSPEC. Le doctorant participera activement aux nouveaux R&D développements, leur simulation et aux premières expériences et sera en charge d'une partie de l'analyse des données et des résultats scientifiques obtenus. Il/elle aura également l'opportunité d'élargir son expérience en contribuant à d'autres activités du groupe.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nuclear structure studies are focused on the understanding of nuclear properties far from stability. The experimental observation of deformation, for example, for nuclei that are supposed to be magic and spherical, has deeply changed the interpretation of neutron-rich nuclei. For some of these, the disappearance of the known magic numbers and the appearance of new magic numbers were found. These effects are related to the mutual influence of certain proton-neutron orbitals that move the orbital energy, thereby opening or closing gaps in energy. Going away from the new magic numbers, collectivity sets in, and it is currently unknown what other effects could occur and cause new phenomena to investigate.

The study proposed here covers the shell structure around the key nuclei of the nuclear chart such as 132Sn (N=82), which is very neutron-rich, and around 208Pb (Z=82), which is the heaviest known doubly-magic nucleus. Spectroscopy studies using isomer spectroscopy, nuclear moments of excited states of unstable nuclei in these regions are foreseen. In particular, the effects of single-particle structure with respect to evolving deformation will be examined in detail. Studies are accepted to be conducted at the RIKEN/RIBF accelerator complex as well as at IJCLab/ALTO facility using the new gSPEC setup. The PhD student will take an active part in the new R&D developments, their simulations and the first experiments and be in charge of some part of the data analysis and further scientific outcome of the achieved results. He/she will also have the opportunity to broaden experience by contributing to other activities of the group.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025

Contrats ED : Programme blanc GS-Physique*Autre type de financement

Université Paris-Saclay GS Physique

576 Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation

Programmation C/C++, Python (Geant4 spécifiquement est un avantage) Physique nucléaire (la connaissance de l'instrumentation nucléaire est un avantage) Anglais courant
Programming C/C++, Python (Geant4 specifically is an advantage) Nuclear physics (knowledge of nuclear instrumentation is an advantage) Fluent English Do not hesitate to mail us asap if you are interested!