L'équation d'état nucléaire

GANIL, BP5027, F-14021 Caen Cedex, France

Résumé

Nous présentons quelques unes de nos connaissances (directes et indirectes) sur l'équation d'état de la matière nucléaire dans un régime de densités et températures pour lesquelles la physique reste largement dominée par les effets nucléoniques (densités inférieures à 2-4 fois la densité de saturation, températures inférieures à 10-20 MeV). Le texte est divisé en trois parties correspondant respectivement aux études directes du voisinage de la saturation, au cas astrophysique et aux études menées à l'aide des collisions d'ions lourds. Dans le premier chapitre, après une brève introduction sur la notion d'équation d'état nous discutons la saturation de la matière nucléaire. La notion de module d'incompressibilité est également introduite et sa valeur est discutée en détails. Les calculs de matière nucléaire tentant de reproduire la saturation à partir d'une interaction nucléon-nucléon sont brièvement présentés. Dans le second chapitre nous étudions l'équation d'état dans le contexte astrophysique. Le rôle de cette composante nucléaire est discuté en détails pour la phase finale de l'effondrement du coeur des supernovae de type II. Une brève présentation des calculs des propriétés de la matière dense constituant les étoiles à neutrons est également faite. Le chapitre 3 est consacré aux collisions d'ions lourds en dessous de 500-600 MeV par nucléon. Après une rapide présentation du cadre d'étude tant théorique qu'expérimental nous discutons en détails trois approches particulières qui pourraient avoir un lien avec l'équation d'état nucléaire : la formation de fragments de masses intermédiaires, les effets d'écoulement collectif et la production de particules sous le seuil.

Abstract

We present part of our (direct or indirect) knowledge on the equation of state of nuclear matter in a density-temperature domain for which nucleonic effects are dominant (densities smaller than 2-4 times the saturation density and temperatures smaller than 10-20 MeV). The text is divided into three parts corresponding, respectively, to direct studies close to the saturation, to the astrophysical case and to the studies involving heavy-ion collisions. In chapter one, after a brief introduction to the concept of equation of state, we disçuss the saturation property of nuclear matter. The notion of incompressibility modulus is also introduced and its value is discussed in detail. Nuclear matter calculations trying to reproduce saturation from a nucleon-nucleon interaction are also briefly presented. In chapter two we study the equation of state in the astrophysical context. The role of the nuclear component is discussed in detail for the final phase of the collapse of supernovae cores. A brief presentation of calculations of the dense matter constituting neutron stars is also given. Chapter three is devoted to heavy-ion collisions below 500-600 MeV per nucleon. After a brief presentation of both theoretical and experimental frameworks, we focus on three particular aspects which could have a link with the nuclear matter equation of state: the formation of intermediate mass fragments, flow effects and subthreshold particle production.