Conception d'un système de détection pour ISOLTRAP et test de l'équation de masse aux multiplets isobariques

par Chabouh Yazidjian

Thèse de doctorat en Constituants élémentaires

Sous la direction de Gilles Ban.

Soutenue en 2006

à Caen .


  • Résumé

    Situé auprès du séparateur isotopique en ligne ISOLDE du CERN, le spectromètre de masse ISOLTRAP, composé de pièges de Penning, est spécialement conçu pour une spectrométrie de masse de haute précision tout particulièrement pour les isotopes radioactifs de courte durée de vie. Reposant sur la mesure de la fréquence cyclotron d'un ion piégé dans une cavité supraconductrice où règne un fort champ magnétique, la précision relative sur la masse atteinte par cette installation est de 10-8 avec un pouvoir de résolution pour les ions contaminants de R=107. Ces mesures réalisées pour des noyaux instables particuliers sont primordiales puisqu'elles servent de test draconien des modèles nucléaires. Le point principal de ce mémoire est la conception, l'installation et la caractérisation d'un nouveau détecteur Channeltron afin d'augmenter l'efficacité de détection d'\ISOLTRAP d'un facteur proche de 3. Une efficacité de detection proche de 100 pourcent étant atteinte, il est désormais possible de manipuler un seul et unique ion mais aussi d'atteindre des noyaux exotiques encore plus éloignés de la vallée de stabilité et qui ont une durée de vie d'autant plus brève. Concernant la spectrométrie de noyaux à courte durée de vie, la masse des isotopes du potassium 35K (178ms) au 46K (105s) a été déterminée avec une incertitude realtive inférieure à 1. 6 10-8. Cette jutesse sur la masse du 35K a contribué au test de l'équation de masse du multiplet isobarique pour le quartet de masse A=35 et d'isospin T=3/2.

  • Titre traduit

    = A new detector setup for ISOLTRAP and test of the Isobaric Multiplet Mass Equation


  • Résumé

    Installed at the on-line isotope separator ISOLDE at CERN, the tandem Penning-trap spectrometer ISOLTRAP is designed to perform high-accuracy mass measurements on short-lived radionuclides. Based on the determination of the ion cyclotron frequency in a strong magnetic field, the typical relative mass uncertainty is 10-8 with a resolving power of up to R=107. Accurate and precise mass values for specific unstable nuclides are important since they serve e. G. As a stringent test of nuclear models. The main part of this work is the design, installation and characterization of a new Channeltron-detector setup in order to increase the detection efficiency of ISOLTRAP by about a factor of 3. Since a detection efficiency close to 100 percent is reached, true single-ion experiments can be performed for the first time and exotic nuclides further away from the valley of stability and with very short half-lives are now accessible. Concerning mass measurements on short-lived nuclides, the masses of potassium isotopes from 35K (178ms) up to 6K (105s) have been measured with a relative precision of better than 1. 6 10-8. The accurate value of the 35K mass contributes to a stringent test of the isobaric multiplet mass equation for the A=35, T=3/2 isospin quartet.

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  • Cote : TCAS-2006-82
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