Polarimètre tensoriel à deutons de recul de 175 à 500 MeV. Mise en oeuvre et premières mesures.
Résumé
Polarization measurements provide a set of independant observables and, thanks to interference terms, discriminate small contributions of the interaction. In this regard, deuteron is of particular interest since it's the only bound NN system and thus a convenient nucleus for studying the short range behaviour of the two nucleons interaction. Also its isospin zero makes it an excellent isoscalar probe, and its spin 1 permits to study tensor polarization observables. The polarimeter POLDER, detailed in this thesis, is the unique set-up at the present time which allows deuteron tensor polarization measurements in the range of kinetic energy from 175 to 500 MeV. After introducing the polarization formalism, this thesis describes the experimental set-up and the charge exchange reaction H(d,pp)n on which the polarimeter is based. The results of calibration runs are detailed and provide the analysing powers and figures of merit of the polarimeter. A first experiment on polarization measurement has been achieved on deuterons scattered by Calcium 40 and Carbon 12. It has allowed the determination, based for the first time on tensor observables, of signature for isoscalar spin flip on the 12.7 MeV excited state of Carbon 12. Finally, an overview of the foreseen study of the reaction H(p,d)pion and the elas- tic scattering electron-deuteron using POLDER, shows the opportunities opened by the achievement of such a device.
Les mesures de polarisation permettent d'obtenir un jeu d'observables indépendantes et d'accéder, grâce à des termes d'interférence, aux faibles contributions de l'interaction. Dans ce cadre, le deuton est particulièrement intéressant puisque c'est le seul état lié du système NN ce qui en fait un noyau privilégié pour l'étude de l'interaction entre deux nucléons à courte portée. De plus, son isospin nul en fait une excellente sonde isoscalaire, et son spin 1 permet la mesure d'observables de polarisation tensorielles. Le polarimètre POLDER constitue le premier et l'unique polarimètre permettant de mesurer la polarisation tensorielle des deutons d'énergie cinétique comprise entre 175 et 500 MeV. Après un exposé du formalisme de polarisation, cette thèse décrit l'ensemble de détection et la réaction d'échange de charge H(d,pp)n sur laquelle est basé le polarimètre. Les résultats de la calibration ont permis de déterminer les pouvoirs d'analyse et les figures de mérite du polarimètre, et sont présentés en détail. Une première expérience de mesure de polarisation a été réalisée dans les diffusions de deutons sur le Calcium 40 et le Carbone 12. Elles ont permis de déterminer, pour la première fois, la signature des transitions de spin isoscalaires sur le niveau 12,7 MeV du Carbone 12 à partir d'observables tensorielles. Enfin une description succincte de l'utilisation de POLDER dans l'étude de la réaction H(p,d)pion et la diffusion élastique électron-deuton montre les perspectives ouvertes par la mise en œuvre de ce dispositif.