EXPERIMENTAL EVIDENCE AND PHYSICAL IMPLICATIONS OF THE TIME EVOLUTION ALONG THE MASS ASYMMETRY MODE IN HEAVY ION REACTIONS

Résumé
Des caractéristiques expérimentales complexes sont associées aux distributions de masse ou charge et aux distributions angulaires en fonction de la masse ou de la charge du fragment. Elles prouvent l'existence d'une structure intermédiaire, ou complexe intermédiaire, dont l'asymétrie de masse évolue en fonction du temps. De fortes preuves indirectes suggèrent que cette évolution avec le temps correspond à une diffusion et peut être décrite en termes d'Equation Maîtresse ou d'Equation de Fokker-Planck. Il est établi expérimentalement que la distribution de masse est large pour les grands rapports E/B - où E est l'énergie dans le centre de masse et B la barrière d'interaction - et étroite avec un maximum à la masse du projectile (et de la cible) pour les petits rapports E/B. Ceci est interprété corne étant dû à une augmentation du temps de vie du complexe avec E. Pour les temps de vie courts, le système a peu de temps pour modifier son asymétrie de masse et donne donc naissance à des distributions de masse assez étroites et centrées au voisinage de la masse du projectile (et de la cible). Pour les temps de vie longs, le degré de liberté asymétrie de masse est en voie d'équilibre, ce qui conduit à de très larges distributions de masse. De la même façon, le maximum des distributions angulaires semble se déplacer depuis un angle éloigné de 0° (pic sur le côté) jusqu'à un angle très proche de 0° (pic en avant) lorsque E/B croît. Ceci est interprété comme étant dû à une transition depuis un régime où le temps de vie court et la vitesse angulaire faible ne permettent pas au système de tourner plus loin que 0°, jusqu'à un régime à temps de vie long et vitesse angulaire élevée, qui conduit à une rotation importante du système sur lui-même et à une émission au-delà de 0°. Lorsque la charge nucléaire du produit s'éloigne de celle du projectile, l'évolution depuis le pic sur le côté jusqu'au pic en avant est due au décalage de temps introduit par la diffusion dans la population des fragments les plus éloignés en Z du projectile. La variation des distributions angulaires et de charge avec l'énergie cinétique du fragment permet de relier l'amortissement en énergie à l'amortissement en asymétrie de masse. Des calculs théoriques basés sur les modèles de diffusion permettent de bien rendre compte des distributions angulaires et de masse, et aussi d'obtenir des probabilités de transition et des coefficients de Fokker-Planck. La validité des différentes méthodes d'analyse est discutée.

Abstract
The complex experimental features associated with the mass or charge distributions, and with the angular distributions as a function of fragment mass or charge, are interpreted as evidence of an intermediate structure, or intermediate complex, evolving in time along the mass asymmetry mode. Strong circumstantial evidence suggests that this time evolution is diffusive in nature and can be described in terms of the Master Equation or the Fokker-Planck Equation. The experimental evidence of broad mass distributions for large ratios E/B, where E is the center of mass energy and B is the interaction barrier, and narrow mass distributions peaked at the projectile and target mass for small ratios E/B, is interpreted as due to an increasing lifetime of the complex with energy. For short lifetimes, the system has little time to evolve in mass asymmetry and gives rise to rather narrow distributions centered about the target and projectile mass. For long lifetimes the system undergoes extensive relaxation in mass asymmetry and gives rise to very broad mass distributions. Similarly the angular distributions seem to evolve from side peaked to forward peaked with increasing E/B. This is interpreted as due to a transition from as hort lifetime-slow angular velocity regime which does not allow for orbiting beyond 0°, to a long life time-large angular velocity regime which produces orbiting past 0°. The evolution from side peaking to forward peaking in the same reaction as one moves away in Z from the projectile is interpreted as due to the time lag introduced by diffusion in the population of fragments farther removed in Z from the projectile. The variation of charge and angular distribution with the fragment kinetic energy allows one to connect the energy relaxation to the mass asymmetry relaxation. Theoretical calculations based on diffusion models allow one to fit mass and angular distributions as well as to extract transition probabilities and Fokker-Planck coefficients. The reliability of various methods of analysis is discussed.