Projet ANR-08-BLAN-0116 – GISELE : Ganil Ion Source using Electron Laser Excitation
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : GRAND ACCELERATEUR NATIONAL D' IONS LOURDS (GANIL) (GRAND ACCELERATEUR NATIONAL D' IONS LOURDS (GANIL))
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
Montant : 510000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 42 mois
Résumé : L'étude des noyaux loin de la stabilité est constitutive de l'histoire de la physique nucléaire dès son origine, et connaît un essor considérable. Parmi les nucléides les plus éphémères, ceux qui sont situés aux frontières de notre connaissance sont qualifiés d'« exotiques ». Etudier ces noyaux, c'est se donner la chance d'accéder à des informations nouvelles sur la structure nucléaire et ainsi mesurer la solidité de notre conception de la matière nucléaire et sa validité lorsque cette dernière est poussée dans des états « extrêmes ». La production de noyaux exotiques s'est avérée un défi permanent dans la poursuite de leurs études. Ces difficultés ont laissé une grande part des noyaux riches en neutrons ou en protons dans l'inconnu. Afin d'accéder à ces vastes réserves de découvertes intactes, il est nécessaire de produire ces noyaux en quantité et sous la forme de faisceaux accélérés. Les problèmes que soulève la mise en oeuvre de tels faisceaux suscitent à l'heure actuelle un énorme effort de réflexion et de mise au point technique de la part de notre communauté. Le projet SPIRAL2 au GANIL s'inscrit parfaitement dans cette problématique puisque cet accélérateur produira des isotopes radioactifs des plus légers aux plus lourds au-delà de l'Uranium. L'un des points les plus sensibles de ce projet concerne l'optimisation des ensembles cibles-sources dont dépend directement la production des noyaux exotiques. Dans ce cadre, l'étude des noyaux très exotiques est rendue difficile par la faible intensité des faisceaux produits et par la présence d'éléments non souhaitables contaminant ces faisceaux par un bruit de fond élevé. Pour pallier cet inconvénient, seule une source d'ions laser à haute cadence permet d'ioniser un élément donné avec une très grande sélectivité et de façon très efficace. Il s'agit de produire des ions monochargés par résonance de plusieurs longueurs d'onde laser dont le schéma de fréquence correspond à un élément et un seul. Cette méthode est donc extrêmement sélective et utilisée à haute cadence de répétition (typiquement 20 kHz), elle est très efficace. L'objet de la présente demande est la construction d'une source laser au GANIL qui sera installée auprès de SIRa (Séparateur d'Ions Radioactifs). L'équipement complet de cette source et un post-doc de deux ans y sont demandés. En 4 ans, nous proposons de construire un prototype basé sur des lasers solides TiSa. Cette opération sera menée conjointement entre le GANIL et l'IPNO où une source laser est en cours de mise au point sur ALTO. Ce projet sera développé en collaboration avec l'Institut de Physique de l'Université de Mayence qui fournira un savoir faire inégalé dans ce domaine. Le but de ce travail de R&D est d'effectuer une expérience clef sur SIRa sur le magnésium 22 et à terme d'installer une expérience de spectroscopie laser pour mesurer des rayons de charge nucléaire, notamment sur des noyaux de fer. Pour cette raison, des schémas d'ionisation pour le Mg et le Fe seront tout d'abord développés (respectivement 2 étapes-2 couleurs et 3 étapes-3 couleurs). Par la suite, la R&D réalisée auprès de cette source laser servira à adapter une telle source sur les installations SPIRAL1 et SPIRAL2 pour alimenter tous les sites expérimentaux (S3, DESIR, etc.).