Mesures de précision avec LPCTrap et développements techniques à GANIL : corrélation angulaire β−ν (aβν) et probabilité de shakeoff dans la décroissance de l'6He1+, étude de la production de nouveaux faisceaux à SPIRAL.

C. Couratin

Abstract : The subject of this work is twofold. The main objective is to measure the βν angular correlation (aβν) in the β decay of the 6He+ at a 0.5% precision level as well as the associated shakeoff probability. Evidences of a discrepancy between the experimental value of a βν and the prediction in the Standard Model (SM) would mean the existence of a tensor current in the weak interaction. Consequently, it would question the V-A structure used to describe the weak interaction in the SM. A Paul trap is used to confine 6He+ ions almost at rest in a very small volume in order to provide a decay source as well defined as possible. The emitted β particle and recoil ion (RI) are detected in coincidence by detectors surrounding the trap. The setup is sensitive to the different charge states of the RIs and also allows the measurement of shakeoff probability. This latter and a βν are deduced from comparison with realistic Monte Carlo simulations of the time of flight spectra of the recoiling ions using Geant4 and Simion. The set of measured distributions enables to control the main systematic effects. The second part of this work is dedicated to the development of a new target ion source system (TISS) using a FEBIAD (Forced Electron Beam Induced Arc Discharge) and SPIRAL1 target in the framework of its upgrade. Several experiments have been performed to test the reliability of the TISS and to measure the yields of expected new beams. These tests led to an improved design of the TISS to be tested in December 2013. Within the framework of this upgrade, new beams should be available in 2016.

Résumé : Le sujet de ce travail est double. L'objectif principal est de mesurer le paramètre de corrélation angulaire (aβν) dans la décroissance bêta de l'6He1+ avec une précision relative de l'ordre de 0.5% ainsi que la probabilité de shakeoff associée. Une déviation entre les valeurs expérimentale et théorique de aβν mettrait en évidence l'existence de courant tensoriel dans l'interaction faible. Par conséquent, la structure en V-A du Modèle Standard utilisée pour décrire l'interaction faible serait remise en question. Un piège de Paul est utilisé pour confiner les ions d'6He1+ dans un volume très petit presque au repos afin d'avoir une source aussi bien définie que possible. Les particules bêta et les ions de recul issus de la décroissance sont détectés en coïncidence par un dispositif placés autour du piège. Ce dispositif est également sensible aux différents états de charge de l'ion de recul et permet aussi de mesurer les pro- babilités de shakeoff. Ces dernières et aβν sont déduites à partir d'une comparaison entre les données expérimentales et des simulations Monte-Carlo réalistes du spectre en temps de vol des ions de recul effectuées avec les codes Simion et Geant4. L'ensemble des distributions experimentales mesurées permet de contrôler les effets systématiques principaux. La seconde partie de cette thèse est dédiée au développement d'un nouvel Ensemble Cible Source (ECS) utilisant une source d'ions : FEBIAD (Forced Electron Beam Induced By Arc Discharge). Plusieurs expériences ont été réalisées afin de tester la fiabilité de cet ECS et mesurer les taux de production des nouveaux faisceaux attendus. Elles ont conduit à une version améliorée de celui-ci qui sera testée en décembre 2013. Dans le cadre de cette mise à niveau, les nouveaux faisceaux devraient être disponibles en 2016.

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