Mesure du paramètre de corrélation angulaire a β et du shake-off de l’électron dans la désintégration β de l’ 6 He + Présenté par Couratin Claire Directeur.

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1 Mesure du paramètre de corrélation angulaire a β et du shake-off de l’électron dans la désintégration β de l’ 6 He + Présenté par Couratin Claire Directeur de thèse : Etienne Liénard (LPC Caen) Première année de thèse, RJC Annecy

2 Sommaire I. Qu’est-ce que « a β » ? II. Présentation du dispositif LPCTrap et de la mesure de « a β » III. Le shake-off et sa mesure IV. Premier résultat

3 Paramètre de corrélation angulaire : a β- Paramètre de corrélation angulaire : a β- Objectif : recherche de physique au-delà du MS (V-A) Moyen : distribution des événements des désintégrations β nucléaires J.D. Jackson et al., Phys. Rev. 106 (1957) 517. (J.D. Jackson et al., Phys. Rev. 106 (1957) 517.) a β

4 Paramètre de corrélation angulaire : a β- Paramètre de corrélation angulaire : a β- Objectif : recherche de physique au-delà du MS (V-A) Moyen : distribution des événements des désintégrations β nucléaires J.D. Jackson et al., Phys. Rev. 106 (1957) 517. (J.D. Jackson et al., Phys. Rev. 106 (1957) 517.) a β a β (C V, C S, C A, C T, M F, M GT ) : Courants exotiques (Non décrits par le MS, théorie V-A) a β

5 Noyau étudié et corrélation angulaire β- Noyau étudié et corrélation angulaire β- a β 100% fondamental vers fondamental Désintégration β-: Paramètre de corrélation angulaire : GT pure : (Eléments de matrice nucléaire)

6 Noyau étudié et corrélation angulaire β- Noyau étudié et corrélation angulaire β- a β 100% fondamental vers fondamental Désintégration β-: Paramètre de corrélation angulaire : GT pure : (Eléments de matrice nucléaire)

7 Noyau étudié et corrélation angulaire β- Noyau étudié et corrélation angulaire β- 100% fondamental vers fondamental Désintégration β-: GT pure : (Eléments de matrice nucléaire) Paramètre de corrélation angulaire : Valeur attendue très proche de a β (GT) : mesure de précision

8 Noyau étudié et corrélation angulaire β- Noyau étudié et corrélation angulaire β- 100% fondamental vers fondamental Désintégration β-: GT pure : (Eléments de matrice nucléaire) Paramètre de corrélation angulaire : C.H. Johnson, F. Pleasonton et T.A. Carlson, Phys. Rev. 132, 1149 (1963) Incertitude relative : 1%

9 Présentation de l’expérience Mesure de « a β » :

10 Présentation de l’expérience Mesure de « a β » : Emax(Li)=1.4keV Détecteur sans zone morte : Mesure par Temps de vol Utilisation de galettes à microcanaux E R (Li)

11 Présentation de l’expérience Mesure de « a β » via le spectre en temps de vol des ions de recul Confinement des ions dans un piège de Paul tridimensionnel : source quasi-ponctuelle, quasi au repos Détection du β et de l’ion de recul en coïncidence Mesure de « a β » : Emax(Li)=1.4keV Détecteur sans zone morte : Mesure par Temps de vol Utilisation de galettes à microcanaux E R (Li)

12 Système de détection 12 - Détection en coïncidence : zone cinématique sélectionnée - Configuration back-to-back : favorise couplage tensoriel (au-delà MS)

13 Dépendance en a β Dépendance en a β Deux cas extrêmes : axial a = -1/3 tenseur a = 1/3 Détermination de a β via l’ajustement d’une combinaison des spectres simulés sur le spectre expérimental. Dépendance en a du spectre en temps de vol de l’ion de recul

14 Mise en forme du faisceau fourni par le GANIL Ganil Faisceau continu d’ 6 He + Energie 10keV  E~20eV Piège Injection de paquets d’ 6 He + Potentiel de piégeage ~2-3V LIRAT LPCTrap Production ECR source LIRAT

15 Mise en forme du faisceau fourni par le GANIL 15

16 1 Principe du RFQ Potentiel DC :

17 1 Principe du RFQ Potentiel DC : Ions

18 1 Principe du RFQ Potentiel DC : Ions

19 1 Principe du RFQ Potentiel DC : Ions Paquet d’ions

20 Mise en forme du faisceau fourni par le GANIL 20

21 Principe de la cavité pulsée = pulse-down Contrôle de l’énergie des paquets d’ions formés, adapte la géométrie du faisceau à l’injection dans le piège

22 Mise en forme du faisceau fourni par le GANIL 22

23 Expérience de 2006 : a  = -0.334±0.011 (X. Fléchard and al., submitted to J. Phys. G.) Effets systématiques dont : Ionisation par shake-off : déformation du spectre Expérience de 2008 : Toujours en analyse, soutenance de P. Velten prochainement Expérience réalisé avec ce dispositif

24 Le shake-off de l’électron Li 2+ Li 3+ + e - : Variation brutale du potentiel vu par l’électron (shake-off) Valeur théorique : 2.33 % d’ionisation à confirmer expérimentalement L. Wauters et N. Vaeck, Phys. Rev. C 53 (1996) 497. + e -

25 AVANT APRES Moyen utilisé pour discriminer les spectres en temps de vol du Li 2+ et Li 3+ Pas de séparation = déformation du spectre en temps de vol

26 Moyen utilisé pour discriminer les spectres en temps de vol du Li 2+ et Li 3+ Introduction d’électrodes : - électrode de focalisation - électrode d’accélération

27 Moyen utilisé pour discriminer les spectres en temps de vol du Li 2+ et Li 3+ Introduction d’électrodes : - électrode de focalisation - électrode d’accélération Collimateur relié à la masse Grille (V g =V acc ) Détecteur d’IR (Galette à µcanaux suivi de lignes à retard)

28 Simulation à l’échelle du dispositif de détection de l’ion de recul En rouge : lignes de champ En noir : trajectoire des ions en vol Blindage Electrode de focalisation Electrode d’accélération Grille Galette Grilles Collimateur Simulation (SIMION)

29 Observables : Nombre d’ions détectés Bonne discrimination des spectres en temps de vol

30 Quelques chiffres : Intensité en 6 He + : ~1. 10 8 pps Efficacité totale du dispositif : ~1. 10 -3 Durée de l’expérience : ~4 jours Stat. obtenue : ~2. 10 6 événements (« vrais événements ») V foc =-250V V acc =-2000V V gal =-4000V Expérience de Novembre 2010 Seul dispositif capable de mesurer le shake-off dans le cadre d’une désintégration d’ion spectre en temps de vol obtenu :

31 ~ 2 10 6 « background free » events simulation Expérience de Novembre 2010 Analyse en ligne : 2.37% d’ionisation à comparer à 2.33%

32 Réaliser des simulations plus abouties pour déterminer la probabilité d’ionisation Réaliser des simulations avec GEANT 4 pour mesurer le coefficient de corrélation angulaire avec une incertitude stat relative de 0.5% Etude de nouveaux noyaux tels que l’argon 35 où le néon 19 où le shake-off est important Perspectives

33 Merci de votre attention!