Thèse Description Microscopique des Temps de Vie de Fission une Approche Gcm Exacte pour le R-Process H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Laboratoire de recherche : L2IT - Laboratoire des 2 Infinis
Direction de la thèse : Guillaume SCAMPS ORCID 0000000281029758
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Ce projet de thèse vise à fournir une description quantique rigoureuse de la fission nucléaire, un processus crucial pour comprendre l'origine des éléments lourds dans l'Univers (processus r) et les signaux lumineux des kilonovae observés après la fusion d'étoiles à neutrons. En s'affranchissant des approximations semi-classiques standard de type WKB, le travail s'appuiera sur la Méthode des Coordonnées Génératrices (GCM) exacte pour résoudre les équations de Hill-Wheeler sans l'approximation gaussienne.

La méthodologie repose sur des calculs de champ moyen (Gogny-HFB) sans restriction de symétrie, permettant d'explorer les déformations nucléaires complexes et d'inclure les effets des états internes excités. L'objectif final est de produire des temps de vie de fission microscopiques qui seront intégrés dans des modèles de nucléosynthèse en collaboration avec l'Université Libre de Bruxelles (ULB). Située au carrefour de la théorie nucléaire et de l'astronomie multi-messager, cette thèse bénéficiera d'une synergie unique entre les équipes « physique nucléaire » et « ondes gravitationnelles » du L2IT.

La détection des ondes gravitationnelles issues de fusions d'étoiles à neutrons a confirmé que ces événements sont des sites majeurs du processus r (capture neutronique rapide). La fission nucléaire y joue un rôle pivot : elle limite la masse des noyaux produits et gouverne le recyclage des éléments lourds, impactant directement la signature lumineuse des kilonovae. Cependant, les modèles actuels reposent largement sur des approximations semi-classiques (WKB). Ce projet propose de dépasser ces limites par une approche quantique rigoureuse utilisant la Méthode des Coordonnées Génératrices (GCM) exacte et des calculs de champ moyen sans restriction de symétrie (Gogny-HFB), afin de prédire avec précision les temps de vie de fission des noyaux riches en neutrons.