Interactions effectives, théories de champ moyen, masses et rayons nucléaires ^*

Effective interactions, mean field theories, masses and nuclear radii

Institut de Physique Nucléaire de Lyon, CNRS-IN2P3/Université Claude Bernard Lyon-1, 69622 Villeurbanne Cedex, France.

Résumé

Le principal propos de cet ouvrage est : (i) de passer en revue les outils théoriques utilisés sous le sigle ”théories microscopiques de champ moyen ”. Sans entrer dans le détail des formalismes (le lecteur sera systématiquement renvoyé ”pour en savoir plus ” à des cours plus complets qui ont déjà été donnés dans le passé à l'École Joliot-Curie) il s'agira surtout de préciser le contexte, les hypothèses et les approximations qui se cachent sous les sigles : Hartree-Fock (HF), Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB), Approximation BCS (HFBCS), Champ Moyen Relativiste (RMF), Approximations Hartree (RH), Hartree-Fock (RHF) et Hartree-Bogoliubov (RHB) Relativistes, ... ; (ii) de présenter la procédure générale et les ingrédients qui entrent dans la construction d'une interaction effective, élément de base de ces théories dont l'intérêt majeur est de livrer des résultats comparables à l'expérience sans paramètre ajustable ; (iii) de discuter des effets des différentes approximations ou interactions effectives sur des résultats expérimentaux pris dans diverses zones de noyaux. Ces discussions seront surtout centrées sur les masses et les rayons des noyaux mais aussi sur certaines quantités plus significatives que l'on peut en extraire : énergies de séparation de deux neutrons ou de deux protons (, ), effets de couches et nombres magiques loin de la stabilité, effets de couches dans les régions des noyaux super-lourds, barrières de fission, halos et peaux de neutrons.

Abstract

A review of effective interactions used in mean field theories for the description of properties of atomic nuclei is presented. Relativistic as well as non relativistic theories are discussed with a special attention to the cases where their results are very different. We will concentrate on the effective forces built up to investigate the nuclear medium in extreme conditions. Masses and r.m.s. radii along long chain of isotopes will be discussed. Large deformations, as observed in the fission of heavy nuclei, and exotic neutron rich nuclei will be taken as examples of these extreme conditions.