Etude et mise en oeuvre d'un dispositif pour la mesure du paramètre de corrélation angulaire dans la désintégration du noyau Hélium6 - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Study and implementation of a device to measure the angular correlation parameter in the decay of Helium6

Etude et mise en oeuvre d'un dispositif pour la mesure du paramètre de corrélation angulaire dans la désintégration du noyau Hélium6

Résumé

This thesis is about the design and the implementation of a device to guide ion beams. It is to be used to measure the angular correlation parameter in the decay of Helium6 ions confined in a Paul trap. The principle of the measurement is to detect in coincidence the emitted electron and recoil ion in order to reconstruct the complete kinematics on an event by event basis in the best possible conditions. Indeed, the experimental setup allows us to study ions almost at rest and confined in a small volume. The beta-neutrino angular correlation parameter is deduced from the coincidence spectrum and its value constitutes a test of the V-A structure of the weak interaction. The work presented here concerns mainly the characterization of the device for the reduction of the beam emittance : the radiofrequency quadripole with buffer gas. Ions lose energy by elastic collisions on the buffer gas atoms while being confined with help of an electric radiofrequency field. Tests have been done with stable ions which show on the one hand a very good agreement with simulations and, on the other hand, confirm the adequacy of the device. The cooled ions are then trapped inside the Paul trap with an efficiency of the order of 20 %. Finally, the obtained characteristics of the detection setup (efficiencies and resolutions) allow us to estimate the event statistics needed to reach the required precision on the angular correlation parameter.
Le sujet de cette thèse est la mise en œuvre d'un dispositif de mise en forme de faisceaux utilisé pour la mesure du paramètre de corrélation angulaire dans la désintégration d'ions Helium6 piégés dans un piège de Paul. Le principe de cette mesure consiste à détecter en coïncidence l'électron et l'ion de recul émis afin de reconstruire la cinématique complète de chaque évènement et ceci dans de très bonnes conditions. En effet, le dispositif expérimental permet d'étudier les ions alors qu'ils sont pratiquement au repos et confinés dans un petit volume de l'espace. Le paramètre de corrélation angulaire beta - neutrino est déduit des spectres en coïncidence et permet de tester la structure V-A de l'interaction faible. Le travail présenté ici concerne principalement la caractérisation du dispositif de mise en forme de faisceaux : le quadripôle radiofréquence à gaz tampon. Les ions perdent de l'énergie par collisions élastiques sur les atomes du gaz alors qu'un champ électrique radiofréquence permet de les confiner. Les tests effectués avec des ions stables montrent d'une part un très bon accord avec les simulations et d'autre part permettent de confirmer que le dispositif répond bien au cahier des charges. Dans un deuxième temps, les ions ainsi refroidis sont piégés au sein du piège de Paul de mesure et ceci avec une efficacité de l'ordre de 20 %. Les caractéristiques du dispositif de détection que nous avons obtenues (efficacités et résolutions) nous ont permis d'estimer la statistique nécessaire pour atteindre la précision souhaitée sur le paramètre de corrélation angulaire.
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Dates et versions

tel-00008061 , version 1 (14-01-2005)

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  • HAL Id : tel-00008061 , version 1

Citer

G. Darius. Etude et mise en oeuvre d'un dispositif pour la mesure du paramètre de corrélation angulaire dans la désintégration du noyau Hélium6. Physique Nucléaire Théorique [nucl-th]. Université de Caen, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00008061⟩
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