New spectroscopic information and theoretical interpretations of the As-76 nucleus

Dans cette thèse de doctorat, la structure du noyau ⁷⁶As, de nature impair-impair, est étudiée. Les recherches antérieures, centrées sur ses faibles énergies d’excitation, ont exploré les interactions résiduelles proton-neutron. L’intérêt pour ce noyau s’est accru récemment en raison de son rôle central en tant que noyau intermédiaire dans la désintégration double bêta du ⁷⁶Ge vers ⁷⁶Se.Aucune observation directe de la désintégration 0νββ n’a encore été réalisée, seules des limites inférieures sur la durée de vie du processus existent. Les divergences théoriques sur les éléments de matrice associés sont importantes, et la structure nucléaire constitue l’une des principales sources d’incertitude. Une étude théorique récente a souligné l’influence critique des noyaux intermédiaires. Ainsi, les expériences sur le ⁷⁶As visent notamment à identifier les états 1⁺, liés à la désintégration 2νββ, et à améliorer la connaissance du schéma de niveaux du noyau.Une expérience de capture de neutrons thermiques a été réalisée à l’Institut Laue-Langevin (ILL) avec une cible de ⁷⁵As, utilisant le spectromètre FIPPS, dédié à la spectroscopie γ haute résolution. Il s’agit de la première utilisation d’un réseau de détecteurs Ge pour l’étude des radiations suivant la capture neutronique sur ⁷⁵As. L’expérience a permis de collecter des données de haute qualité, menant à l’identification de 180 nouvelles transitions γ et de cinq nouveaux états excités sous 1 MeV.Les intensités relatives des transitions ont été mesurées, et des distributions angulaires ont permis l’attribution de spins à plusieurs états. Une comparaison a été faite entre les résultats expérimentaux et les calculs théoriques du Modèle en Couches et du pnQRPA, mettant en évidence les limites de ces modèles pour décrire un noyau aussi complexe.À haute énergie d’excitation, la densité des états rend les comparaisons état par état difficiles. Pour cette région, une analyse statistique a été menée, basée sur les fonctions de force gamma (PSF) et les densités de niveaux nucléaires (NLD). Cette approche, bien adaptée à la description de la désexcitation d’un noyau composé, a été mise en œuvre via le code DICEBOX. La méthode des Two-Step Cascades a permis de comparer les simulations aux données expérimentales.Une expérience test préalable a été réalisée sur le ⁹⁶Mo afin de valider la méthode, en l’absence d’étude antérieure à FIPPS. La méthode a ensuite été appliquée aux données du ⁷⁶As, fournissant des résultats préliminaires et menant au développement d’une nouvelle méthode d’analyse à FIPPS.