en fr

Subthreshold particle production mechanisms in cold nuclear matter: neutral pion and photon production in proton-nucleus reactions at 190 MeV

Mécanisme de production de particules sous le seuil dans la matière nucléaire froide - Production de pions neutres et de photons dans les réactions proton-noyau a 190 MeV

Résumé : Nous avons étudié la production des photons et des pions neutres dans la matière nucléaire froide, et en particulier la production sous le seuil. Les particules produites sous le seuil dans les collisions d'ions lourds sont en effet des sources uniques d'information sur les caractéristiques de la matière nucléaire chaude et dense qui est formée lors de ces collisions. Néanmoins, pour pouvoir pleinement utiliser ces sondes, leurs modes de création et de propagation dans la matière nucléaire doivent être connus. Pour parvenir à cette fin les réactions proton-noyau ont été étudiées à 190 MeV. Ce choix élimine de nombreuses caractéristiques inconnues des collisions noyau-noyau qui conduisent à la production dans la matière nucléaire chaude. Cette expérience a été réalisée par la collaboration TAPS auprès de l'accélérateur franco-hollandais AGOR au KVI. La mesure concomitante des photons et des pions neutres a rendu possible la détermination des sections efficaces de production des photons directs, en permettant d'estimer la contribution des photons issus de la décroissance des pions neutres au spectre total des photons mesurés. Le grand nombre de particules détectées nous a permis d'étudier l'évolution des sections efficaces doublement différentielles en fonction de la masse du noyau cible. Cette évolution est notablement différente pour les particules (photons ou pions neutres) les plus énergétiques. Il est clair que cette différence indique que le mécanisme de production des particules très énergétiques, au-delà de l'image d'une superposition incohérente de collisions nucléon-nucléon de première chance, implique des processus collectifs. Il apparaît que le processus de diffusions multiples joue un rôle important pour la production des photons, production incohérente à basse énergie, et cohérente (coopérative) à plus haute énergie de photon. La confrontation de ces résultats avec les prédictions du modèle de transport DCM montre les limites de la théorie. En particulier, la précision de la mesure effectuée de la production de particules près de la limite cinématique (capture pionique du proton) dépasse de loin les capacités actuelles du calcul théorique.