Study of link transitions between superdeformed well and normally deformed well in $^{192}$Hg & research and developpment for a new concept of $\gamma$ photons detection: the AGATA array
Etude des liens entre puits superdeformé et puits normalement deformé dans $^{192}$Hg & recherche et développement pour un nouveau concept de détection de photons $\gamma$ : le multidétecteur AGATA
Résumé
The atomic nucleus can adopt a very elongated shape with an axis ratio 2:1 : this is the superdeformation phenomenon. Nowadays more than 300 superdeformed bands have been identified at high spin, but the determination of excitation energies, spins and parities of the associated states have been established for only one tenth of these bands. The former quantities (e*, i, $\pi$) can only be determined via the linking gamma-transitions between the superdeformed (sd) and the normally deformed (nd) states.
Within the framework of this thesis, we have investigated the $^{192}$hg nucleus in order to establish e*, i and $\pi$ this nucleus is predicted to be doubly magic at superdeformation and hence is taken as a reference in the mass a~190 region. The experiment was carried out at Strasbourg using the Euroball IV array and the vivitron accelerator.
The obtained results are not convincing and seem to be at the limit of the performances of Euroball. Next generation of arrays will abandon the Compton-shields and use tracking concept to reconstruct the trajectories of incident photons, and therefore we expect a huge increase of efficiency.
The second part of this ph. D. Was focused on the R&D work for the Agata project. We have performed simulations with the geant4 code and developped tracking methods to reconstruct pair-creation events. The full Agata will be operationnal around 2015 and will enhance by around two orders of magnitude the observational limits.
Within the framework of this thesis, we have investigated the $^{192}$hg nucleus in order to establish e*, i and $\pi$ this nucleus is predicted to be doubly magic at superdeformation and hence is taken as a reference in the mass a~190 region. The experiment was carried out at Strasbourg using the Euroball IV array and the vivitron accelerator.
The obtained results are not convincing and seem to be at the limit of the performances of Euroball. Next generation of arrays will abandon the Compton-shields and use tracking concept to reconstruct the trajectories of incident photons, and therefore we expect a huge increase of efficiency.
The second part of this ph. D. Was focused on the R&D work for the Agata project. We have performed simulations with the geant4 code and developped tracking methods to reconstruct pair-creation events. The full Agata will be operationnal around 2015 and will enhance by around two orders of magnitude the observational limits.
Le noyau atomique peut adopter, à haut moment angulaire, une forme très allongée de rapport d'axes 2 :1 : c'est le phénomène de superdéformation. Si aujourd'hui plus de 300 bandes super déformées ont été identifiées, l'assignation des énergies, spins et parités des états associés n'a pu être effectuée que pour un dixième de ces bandes. Cette assignation ne peut se faire que par la mesure de transitions gamma discrètes reliant les états super déformés (sd) aux états normalement déformés (nd).
Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au noyau $^{192}$hg, prédit doublement magique dans son état sd et donc noyau de référence de la région de masse a~190. Une expérience a été menée auprès du multidétecteur Euroball IV à Strasbourg dans le but de mesurer les observables e*, i, $\pi$ des états sd de ce noyau.
La recherche des transitions de lien direct s'est avérée à la limite des capacités d'observation des multi détecteurs actuels, utilisant des boucliers anti-Compton. La prochaine génération de multidétecteur gamma abandonnera ces boucliers et utilisera des algorithmes de tracking gamma pour reconstruire les trajectoires des photons.
La seconde partie de cette thèse a été axée sur un travail de R&D pour le projet européen Agata. Nous avons en particulier effectué des simulations au moyen du code Geant4 et essayé d'améliorer les algorithmes de tracking existants par la mise au point de méthodes de reconstruction des événements « création de paire ». Agata devrait voir le jour à l'horizon 2015-2020, et permettra ainsi de repousser les limites d'observation de deux ordres de grandeur environ.
Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au noyau $^{192}$hg, prédit doublement magique dans son état sd et donc noyau de référence de la région de masse a~190. Une expérience a été menée auprès du multidétecteur Euroball IV à Strasbourg dans le but de mesurer les observables e*, i, $\pi$ des états sd de ce noyau.
La recherche des transitions de lien direct s'est avérée à la limite des capacités d'observation des multi détecteurs actuels, utilisant des boucliers anti-Compton. La prochaine génération de multidétecteur gamma abandonnera ces boucliers et utilisera des algorithmes de tracking gamma pour reconstruire les trajectoires des photons.
La seconde partie de cette thèse a été axée sur un travail de R&D pour le projet européen Agata. Nous avons en particulier effectué des simulations au moyen du code Geant4 et essayé d'améliorer les algorithmes de tracking existants par la mise au point de méthodes de reconstruction des événements « création de paire ». Agata devrait voir le jour à l'horizon 2015-2020, et permettra ainsi de repousser les limites d'observation de deux ordres de grandeur environ.