Symétrie d'isospin et structure nucléaire

Institut de Physique Nucléaire, 91406 Orsay, France

Résumé

Les principaux effets dus à l'invariance approchée d'isospin dans les systèmes nucléaires sont passés en revue. Après un bref rappel du formalisme de l'isospin, on examine les évidences expérimentales provenant du problème à deux corps et concernant l'invariance et la symétrie de charge des forces nucléaires. Diverses prédictions théoriques relatives à l'impureté d'isospin des états nucléaires sont comparées. Une illustration de l'utilité de la notion d'isospin est apportée par l'extraction de la constante de couplage faible GV à partir des transitions β superpermises. La formule de masse des multiplets isobariques et les décroissances interdites sont étudiées en détail, tant du point de vue expérimental que théorique. Les aspects expérimentaux des résonances isobariques analogues sont présentés, et leur interprétation est exposée dans le cadre de modèles microscopiques. La question des déplacements coulombiens est examinée, en particulier pour les noyaux miroirs. Enfin, le rôle de la symétrie d'isospin dans les réactions nucléaires aux énergies intermédiaires conduisant aux résonances géantes (résonances isovectorielles d'échange de charge, résonances Gamow-Teller, M1, etc...) est étudié.

Abstract

The main effects of the approximate isospin invariance in nuclear systems are reviewed. After a short reminder of isospin formalism, experimental evidences from the two-body problem and concerning charge invariance and charge symmetry of nuclear forces are examined. Various theoretical predictions of isospin impurity in nuclear states are compared. The usefulness of isospin is illustrated by the extraction of the weak coupling constant GV from superallowed β transitions. The isobaric multiplet mass formula and the forbidden decays are studied in detail experimentally as well as theoretically. Experimental aspects of isobaric analog resonances are presented, and their interpretation is made in the framework of microscopic models. The problem of Coulomb displacement energies is examined, especially for the case of mirror pairs. Finally, the role of isospin symmetry in intermediate energy reactions leading to giant resonances (charge exchange isovector resonances, Gamow-Teller resonances, M1, etc...) is studied.