Charge exchange and energy loss of slowed down heavy ions channeled in silicon crystals
Echanges de charge et perte d'énergie d'ions lourds ralentis, canalisés dans des cristaux de silicium
Résumé
This work is devoted to the study of charge exchange processes and of the energy loss of highly charged heavy ions channeled in thin silicon crystals. The two first chapters present the techniques of heavy ion channeling in a crystal, the ion-electron processes and the principle of our simulations (charge exchange and trajectory of channeled ions).
The next chapters describe the two experiments performed at the GSI facility in Darmstadt, the main results of which are the followings : the probability per target atom of the mechanical capture (MEC) of 20 MeV/u U91+ ions as a function of the impact parameter (with the help of our simulations), the observation of the strong polarization of the target electron gas by the study of the radiative capture (REC) and the slowing down of Pb81+ ions from 13 to 8,5 MeV/u in channeling conditions for which electron capture is strongly reduced.
The next chapters describe the two experiments performed at the GSI facility in Darmstadt, the main results of which are the followings : the probability per target atom of the mechanical capture (MEC) of 20 MeV/u U91+ ions as a function of the impact parameter (with the help of our simulations), the observation of the strong polarization of the target electron gas by the study of the radiative capture (REC) and the slowing down of Pb81+ ions from 13 to 8,5 MeV/u in channeling conditions for which electron capture is strongly reduced.
Ce travail est consacré à l'étude des processus d'échange de charge et de perte d'énergie d'ions lourds très chargés ralentis, canalisés dans des cristaux minces de silicium. Les deux premiers chapitres présente le principe de la canalisation des ions lourds dans un cristal, l'ensemble des processus d'interaction ion-électrons et le principe de nos simulations d'échanges de charge et de trajectoires en conditions de canalisation.
Les chapitres suivants décrivent deux expériences réalisées à l'accélérateur de GSI de Darmstadt dont les principaux résultats sont les suivants : la probabilité par atome cible de capture mécanique (MEC) des ions U91+ de 20 MeV/u en fonction du paramètre d'impact (à l'aide de nos simulations), l'observation de la forte polarisation du gaz d'électrons cible par l'intermédiaire de la capture radiative (REC) et le ralentissement d'ions Pb81+ de 13 à 8,5 MeV/u en conditions de canalisation, pour lesquelles la capture électronique est fortement réduite.
Les chapitres suivants décrivent deux expériences réalisées à l'accélérateur de GSI de Darmstadt dont les principaux résultats sont les suivants : la probabilité par atome cible de capture mécanique (MEC) des ions U91+ de 20 MeV/u en fonction du paramètre d'impact (à l'aide de nos simulations), l'observation de la forte polarisation du gaz d'électrons cible par l'intermédiaire de la capture radiative (REC) et le ralentissement d'ions Pb81+ de 13 à 8,5 MeV/u en conditions de canalisation, pour lesquelles la capture électronique est fortement réduite.
