Phase coexistence in nuclei

Abstract

Ce papier presente une revue de la theorie generale des transitions de phase du premier ordre dans les petits systemes, avec une attention particuliere aux problemes conceptuels lies a une description thermodynamique des systemes ouverts, a petit nombre de degres de liberte et courte duree de vie tels les systemes nucleaires issus d'une collision d'ions lourds. Apres une revue rapide de la theorie generale des transitions de phase dans le cadre de la theorie de l'information, nous discutons les differentes extensions au domaine des systemes finis. Le concept d'une capacite calorifique negative, introduit dans les annees 70 dans le contexte des systemes autogravitants, est re-interprete dans le cadre plus general des anomalies de courbure de potentiels thermodynamiques generalises. La connexion avec la distribution du parametre d'ordre conduit alors a une definition des transitions de phase du premier ordre dans les systemes finis, basee sur les anomalies topologiques de la distribution des evenements dans l'espace des observations. Une etude detaillee de la limite thermodynamique fournit un pont avec la theorie standard des transitions de phase, et montre que dans une large classe de situations physiques les ensembles statistiques sont irreductiblement non equivalents. Dans la deuxieme partie de cet ouvrage nous appliquons les idees theoriques developpes dans la premiere partie a la possible observation d'une transition de phase du type liquide gaz dans les collisions d'ions lourds. La possibilite d'appliquer des concepts d'equilibre dans un processus dynamique collisionnel avec continuum non lie est discute de facon critique. L'observation de fluctuations d'energie partielle anormalement grandes dans des echantillons selectionnees de collisions etudiees a l'aide de detecteurs MULTICS-Miniball et INDRA est reportee et interpretee comme une evidence experimentale forte d'une transition de phase du premier ordre avec capacite calorifique negative dans l'equation d'etat des noyaux.