BLANC - Programme blanc

A Versatile and Standalone Spectroscopy Setup to study short-lived radioactive isotopes produced at low-energy beam facilities – VS3

Résumé de soumission

Les faisceaux radioactifs à basse énergie offrent une opportunité unique d'étudier le noyau atomique : la combinaison de mesures des propriétés statiques et des études de décroissance de noyaux exotiques dans leurs états fondamentaux et isomériques permet de tester de façon rigoureuse notre compréhension théorique du noyau atomique. Ces techniques, associées avec de nouvelles méthodes de production et de sélection des noyaux radioactifs, sont utilisées pour contraindre les modèles. En effet, à mesure que le déséquilibre entre le nombre de neutrons et de protons s'accentue, de nouveaux phénomènes sont observés tels que l'apparition de nouveaux nombres magiques, la coexistence de différentes formes dans le noyau ainsi que des modes rares de décroissances. Dans des conditions extrêmes, le noyau atomique apparaît alors comme un laboratoire unique pour tester les propriétés fondamentales des forces nucléaires. Des grands équipements émergents tels qu'ALTO à Orsay et SPIRAL à Caen offrent des techniques de production et de séparation isotopique complémentaires, permettant ainsi l'étude d'une grande variété d'isotopes radioactifs. Néanmoins, lorsque les limites de la stabilité sont atteintes, la faible intensité des faisceaux radioactifs produits, la courte durée de vie des noyaux étudiés et la contamination due à leurs produits de décroissance entraînent de sévères limitations qui nécessitent le développement d'outils de détection à la fois plus rapides, plus efficaces et plus sélectifs. Le but du projet VS3 est de construire un dispositif de spectroscopie souple et autonome qui surmontera ces limitations et permettra ainsi l'étude de noyaux radioactifs hors d'atteinte aujourd'hui. Afin de bénéficier des avantages respectifs des grands équipements actuels et à venir fournissant des faisceaux radioactifs de basse énergie, le dispositif comprendra des outils spécifiques correspondant à des cas physiques bien définis (souplesse). Il sera en outre conçu de façon à pouvoir être utilisé facilement à différents endroits (autonomie). Dans le projet, deux cas-clé de physique nucléaire seront considérés : l'étude de la structure nucléaire d'isotopes très riches en neutrons dans le voisinage de la couche fermée N=50 par spectroscopie bêta-gamma et l'interaction nucléon-nucléon dans le noyau atomique par des mesures de corrélation de particules chargées émises lors de décroissances bêta complexes. Le projet qui s'étale sur quatre ans consiste en un effort commun réalisé par plusieurs instituts de recherche qui vont travailler en synergie afin de construire un dispositif de détection performant et son système d'acquisition associé. Le dispositif VS3 comprend trois parties : - Un système de diagnostique pour faisceaux stables et radioactifs permettant de contrôler la qualité du faisceau pour limiter les pertes d'intensité. - Un système de détection basé sur un système très rapide (>5 m/s) de transport de bande et deux ensembles de détecteurs hautement segmentés et efficaces, dédiés à l'étude de la décroissance bêta de noyaux très riches comme très pauvres en neutrons. - Un système d'acquisition VME indépendant. La construction des différents éléments du dispositif sera partagée entre cinq instituts français organisés en quatre équipes de recherche, selon leur excellence dans les domaines techniques correspondants. Le premier objectif scientifique du projet est d'utiliser dans les deux ans à venir une partie du dispositif VS3 à ALTO pour étudier la décroissance bêta-gamma d'isotopes de Gallium de N>50 produits par ionisation de surface. Le but de l'expérience est d'étudier l'évolution de la structure nucléaire du noyau fils de Germanium lorsque la couche fermée N=50 est franchie. Le second objectif scientifique du projet est d'utiliser le dispositif complet incluant le système de diagnostique et un ensemble compact de détecteurs pour mesurer précisément les corrélations énergétiques et angulaires entre les deux protons émis lors de la ...

Coordinateur du projet

GRAND ACCELERATEUR NATIONAL D' IONS LOURDS (GANIL) (Divers privé)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ALSACE
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR SUD
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION AQUITAINE LIMOUSIN

Aide de l'ANR 430 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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