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Constraining the Nuclear Equation of State at Subsaturation Densities

By : E. Khan, J. Margueron, and I. Vidaña

L’un des enjeux actuel en astrophysique nucléaire concerne le processus d’effondrement stellaire, aussi appelé supernova, qu’il est encore très difficile de reproduire dans les simulations numériques. L’équation d’état de la matière stellaire joue ici un rôle fondamental dans la compréhension de la physique de la partie centrale de l’étoile qui s’effondre sur elle-même. En particulier, la compressibilité de cette matière très dense détermine le moment et la force du rebond qui transforme un effondrement et une explosion des parties externes de l’étoile. Il est communément admis qu’une compressibilité faible induit un rebond plus élastique dans le processus dynamique et une meilleure conversion de l’énergie d’effondrement en énergie d’onde de choc. La compressibilité de la matière peut être mesurée en laboratoire en étudiant la façon dont le noyau respire après une compression induite par une collision. Le lien entre l’expérience de laboratoire, d’une part, et la propriété de compression de la matière, d’autre part, ne permettait pas jusqu’alors de déterminer une incompressibilité faible ou forte de la matière nucléaire au sein de ces étoiles. Cette imprécision sur la valeur de la compressibilité a une incidence importante la dynamique de la supernova. Dans ce travail, nous avons apporté une lumière nouvelle sur le lien entre l’expérience de respiration du noyau faite en laboratoire et la propriété de la matière dense pour les supernovae. En particulier, nous montrons que l’expérience de laboratoire apporte une contrainte non pas sur la compressibilité des noyaux - ce qui explique la difficulté à la contraindre - mais sur variation de la compressibilité en fonction de la densité de matière. Ce travail représente donc une avancée dans la compréhension du lien entre les expériences en laboratoire et la modélisation des effondrements gravitationnels et permettra de mieux contraindre les modèles microscopiques utilisés en astrophysique.

Voir en ligne : Phys. Rev. Lett. 109, 092501 — Published 27 August 2012


 

IPN

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