Projet ANR-13-BS05-0013 – REGLIS : Source d'ions laser gazeuse pour spectroscopie laser de faisceaux radioactifs de très faible intensité auprès du spectromètre S3
Programme : Blanc - SIMI 5 - Physique subatomique et théories associées, astrophysique, astronomie et planétologie (Blanc SIMI 5) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Serge FRANCHOO (Institut de physique nucléaire d'Orsay)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Catholic University of Leuven
Montant : 736840.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Nous proposons le développement d'une nouvelle génération de source d'ions intégrée pour la production de faisceaux d'ions radioactifs (y compris des faisceaux d’ions dans un l’état isomérique) de basse énergie et de très grande pureté. Cette source d'ions est également, en elle-même, un outil expérimental pour la spectroscopie laser.  Elle porte le nom REGLIS3 (acronyme de l’anglais Rare Elements in-Gas Laser Ion Source and Spectroscopy at S3) et sera installée au plan focal du spectromètre S3, actuellement en construction dans le cadre du projet SPIRAL-2 au sein du GANIL à Caen. REGLIS3 sera une source pour la production de nouveaux faisceaux purs d'ions radioactifs de basse énergie ainsi que d'un outil spectroscopique permettant de mesurer les interactions hyperfines nucléaires, donnant accès à des grandeurs et observables telle que le rayons de charge, les moments électromagnétiques et les spins des noyaux exotiques , qui n’ont pu être étudiés à ce jour. Il est constitué d'une cellule à gaz, dans lequel le faisceau d'ions lourds provenant de S3 sera arrêté et neutralisé. Le couplage de cette cellule avec un système laser assurera une re-ionisation sélective des atomes d'intérêt. Cette ionisation peut être effectuée dans la cellule même ou dans le jet de gaz supersonique en sortie de la cellule. Un quadripôle à radiofréquence permettra ensuite de capturer les photo-ions et de les guider vers la zone de basse pression, assurant ainsi une bonne émittance du faisceau radioactif ultra pur de basse énergie produit. Celui-ci sera envoyé vers une station de mesure standard.
La combinaison unique du dispositif REGLIS3 avec les faisceaux d'ions radioactifs lourds produits par S3  rendra possible l’étude de nouveaux isotopes d’isospin (différence entre le nombre de neutrons N et le nombre de protons Z) très élevé par rapport aux isotopes stables, communément appelés noyaux exotiques. Les objectifs scientifiques portent sur l'étude des propriétés de l'état fondamental des noyaux N = Z  (jusque dans la zone située autour du noyau doublement magique d’100Sn) et ceux des éléments très lourds et super-lourds au-delà même fermium. Lorsque REGLIS3 sera rendu complètement opérationnel, les faisceaux produits pourront être utilisés par une nouvelle communauté d’utilisateurs qui sont intéressés par exemple par les études de décroissance et de mesures de masse. L'objectif de la proposition est donc de développer une nouvelle source d’ions efficace et universelle qui produira des faisceaux purs d’ions radioactifs (dans l’état fondamental ou isomérique), qui permettra de surmonter les contraintes actuelles expérimentales pour étudier noyaux très exotiques et de réaliser notamment des expériences pionnières de spectroscopie laser haute résolution.