Vers une meilleure identification en A et Z des noyaux pour les études de structure et dynamique nucléaires – AZ4pi-France

Un programme de R&D dédié à de nouveaux concepts d'identification en Masse (A) et Charge (Z) des produits de réactions nucléaires a été entrepris depuis 2001.L'objectif de la présente demande est la construction de prototypes pour un nouveau multi-détecteur utilisable auprès des futures installations nucléaires européennes de faisceaux radioactifs (SPIRAL-2/GANIL, FAIR et EURISOL). Ce multi-détecteur, qui devrait fonctionner autour de 2010, servira à étudier les aspects dynamiques et thermodynamiques des collisions nucléaires, avec des performances uniques pour étudier les effets liés à l'isospin. - Le multi-détecteur, comprendra de nombreux modules analogues au prototype, environ 10000 canaux, et ne pourra donc pas être équipé avec l'électronique actuelle. Les ASICs (Application Specific Integrated Circuits) peuvent offrir une solution compacte, intégrée et de haute performance. Le principal défi pour la physique nucléaire réside dans la grande dynamique en énergie des particules détectées. Nous allons donc nous concentrer sur le développement d'ASICs spécifiques. Un effort sera aussi conduit vers des ASICs pour la numérisation de la forme des signaux en relation étroite avec la recherche en analyse en forme des signaux. Ces développements sont vitaux pour maintenir l'excellence des laboratoires français au sein de l'Europe à l'avant-garde de la technologie nucléaire. - Les bénéfices liés au développement et à l'étude de nouveaux détecteurs ont la potentialité d'être largement diffusés au sein de la communauté scientifique de physique nucléaire. Les prototypes, buts de ce projet, sont espérés avec une résolution en charge (meilleure qu'une unité jusqu'à la charge 100) et en masse (meilleure qu'une unité jusqu'à la masse 50) à seuils bas, bien au-delà des capacités instrumentales actuelles. Cela sera atteint en utilisant de nouveaux matériaux, l'analyse en forme des signaux et de nouvelles idées sont proposées pour simplifier les chaînes électroniques. - D'un autre côté, précisément sur le développement de numériseurs rapides, ayant un taux d'échantillonnage élevé (environ 2 GigaEchantillons/s) et une haute résolution (nombre de bits effectifs plus grand que 10), on peut raisonnablement prévoir une exploitation des retombées, au-delà du champ de la recherche fondamentale. Notons qu'un projet de cette espèce, détecteur et électronique rapide, peut engendrer des retombées technologiques en médecine ou dans tout domaine utilisant de la détection compacte de radiation ionisante (sécurité dans les aéroports, ...). - Le travail a été divisé en « Working Packages » (WP) et planifié sur 2 ans. Chaque participant a été assigné à un WP et les capacités des équipes sont décrites. - La présente demande à l'ANR est reliée à la construction et au test (détecteur et électronique) de 3 prototypes. Ce projet (AZ4pi-France) fait partie du projet AZ4pi-France/Italia dont le but est de réaliser 5 prototypes.