Cible d'Hydrogène Mince pour l'Etude des Noyaux Exotiques – CHyMENE

Les cibles d’hydrogène (H2 et D2) sont des éléments déterminants pour l’étude de la spectroscopie des noyaux instables. Le projet CHyMENE (Cible d’Hydrogène Mince pour l’Etude des Noyaux Exotiques) a pour objectif la réalisation d’une cible mince cryogénique, hydrogène ou deutérium solide, et son intégration dans des expériences utilisant des faisceaux d’ions lourds de faible énergie incidente (quelques MeV/nucléon). L’une des principales applications concerne les faisceaux produits et accélérés dans le cadre des projets SPIRAL et SPIRAL2 avec des énergies proches de la barrière Coulombienne. Le principe de production de la cible utilise une technique innovante d’extrusion développée pour la fusion nucléaire (ITER, JET) : la cible sera constituée d’un film d’hydrogène solide pur sans fenêtre, qui s’écoulera en permanence dans le vide d’une chambre à réaction, face au faisceau. Alors que les technologies actuelles sont limitées à une épaisseur de1 mm, l’un des objectifs les plus ambitieux de ce projet est de produire une cible cryogénique aussi mince que possible dans la gamme de 100 à 50 microns. Ce dispositif permettra d’augmenter la luminosité tout en s’affranchissant des problèmes dus aux contaminations de la cible. Ces contaminations sont essentiellement dues à la présence de carbone, soit dans la cible elle-même lorsqu’on utilise des cibles de type polypropylène (CH2), soit par la présence de fenêtres de Mylar, soit encore par le dépôt de contaminants qui s’accumulent sur la surface des cibles cryogéniques au cours d’une expérience. Ce développement représente une avancée remarquable pour les études de structure nucléaire des noyaux exotiques par réactions directes en cinématique inverse (diffusion élastique et inélastique, transfert d’un petit nombre de nucléons). Le projet intègre la compatibilité de l’ensemble cible avec les dispositifs de détection de particules légères chargées aussi bien que de photons. Le projet CHyMENE permettra donc de tirer le meilleur parti des faisceaux SPIRAL et SPIRAL2 de basse énergie avec une cible performante et des détecteurs comme MUST2, EXOGAM ou AGATA.