Mesure précise de la polarisation du faisceau d'électrons à TJNAF par polarimétrie Compton pour les expériences G^p _E et N-\Delta
Résumé
This work deals with electron beam polarization measurements using Compton effect at T JNAF, for experiments of the proton electromagnetic form factors measurement and for nucleon response functions determination in the pion electroproduction reaction near the ~(1232) region. The Compton polarimeter, whose principle is built on elastic electron-photon scattering, was designed and built around a high finess Fabry-Perot cavity (finess=25000). The incident Nd:YAG laser power is amplified by an optical cavity which provides a luminosity such as the statistical uncertainty on the electron polarization measurement is at the level of 1% in one hour. U sing Pound- Drever method, laser freq uency is locked on one of interferometer resonance frequencies. Circularly photon polarization inside the optical cavity was measured to be 99.6+/-0.45%. The electron beam polarization is deduced from the measurements of the photon polarization, experimental asymmetry and analysing power of our detector. The analysing power is determined by a measurement of the response function of the photon detector, composed of 25 PbW04 crystals, thanks to coincidence events detected with the electron detector made up of 4 plans of 48 silicon strips. Measurement uncertainties corne meanly from detector's response function modelling, pile up effect and photon beam polarization. Total relative uncertainty on the electron beam polarization measurement is about 1.4% for 40 minutes data taking. Moreover, the Compton polarimeter allows to estimate the electron helicity difference between two polarization reversaIs. This effect was found compatible with zero at 0.3%.
Ce travail présente les mesures de la polarisation par effet Compton du faisceau d'électrons de l'accélérateur TJNAF pour les expériences de mesure des facteurs de forme électromagnétiques du proton et de mesure des fonctions de réponse du nucléon dans la réaction de l'électroproduction de pion au voisinage de la résonance 6.(1232). Le polarimètre Compton, dont le principe repose sur la diffusion élastique électron-photon, a été conçu et réalisé autour d'une cavité Fabry-Perot de finesse élevée, de l'ordre de 25000. La puissance du laser incident, de type Nd:YAG à la longueur d'onde 1064 nm, est accumulée dans la cavité optique afin d'obtenir une luminosité d'interaction telle que la précision statistique sur la mesure de la polarisation des électrons atteigne 1% en une heure. La fréquence du laser est asservie par la méthode Pound-Drever à une fréquence de résonance de l'interféromètre. La polarisation circulaire du faisceau de photons dans la cavité a été mesurée égale à 99.6+/-0.45%. Cette grandeur, ainsi que la mesure de l'asymétrie expérimentale et du pouvoir d'analyse de notre instrument, intervient directement dans la mesure de la polarisation du faisceau d'électrons. Le pouvoir d'analyse a été déterminé par une caractérisation de la réponse du détecteur de photons, un calorimètre composé de 25 cristaux de PbW04, à l'aide des événements détectés en coïncidence avec le détecteur d'électrons, composé de 4 plans de 48 'pistes de silicium. Les incertitudes de mesure proviennent principalement de la modélisation de la fonction de réponse du détecteur, de l'effet d'empilement de la mesure de la polarisation des photons. L'incertitude relative totale sur la mesure de Pe est de 1.4% pour une prise de données de 40 minutes. Le polarimètre Compton permet aussi de mesurer les différences d'hélicité entre deux renversements de la polarisation des électrons. Celle ci a été trouvée compatible avec zéro à 0.3% près.
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