Nous avons pu identifier clairement dans le paragraphe pr´ec´edent la nature des r´eactions observ´ees au cours de l’exp´erience, que ce soit avec le faisceau de 18F ou d’18O. En particulier, nous avons pu isoler les ´ev´enements provenant de la r´eaction de transfert D(18F,p)19F. Nous allons maintenant nous int´eresser en d´etail `a la s´election des ´ev´enements correspondant `a la r´eaction D(18F,pα)15N que ce soit en co¨ıncidence ou en « single ». En effet, alors que les co¨ıncidences nous permettent d’obtenir des spectres de qualit´e dans la r´egion d’int´erˆet, les « singles » nous permettent d’´etendre le domaine aux basses ´energies d’excitation.
3.3.1 Cas des co¨ıncidences
La s´election des protons de la r´eaction D(18F,p)19F se fait de mani`ere naturelle en appliquant la coupure de la zone 4 dans le spectre bidimensionnel ELAM P × ELEDA (voir Figure 3.1). Cependant nous n’avons aucune information sur la nature des noyaux en co¨ıncidence dans LEDA (α ou 15N). Pour rem´edier `a cela, nous avons utilis´e l’information en temps de vol associ´ee `a chaque particule d´etect´ee.
Temps de vol (ns) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 (MeV) LEDA E 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 (MeV) LEDA E 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 (MeV) LEDA E 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 N 15 p + α p+
Fig. 3.5: Spectre bidimentionnel T OF × E de la zone 4 observ´e dans LEDA. On s´epare clairement les deux types de co¨ıncidences p–α et p–15N.
La Figure 3.5 repr´esente la projection dans un spectre bidimensionnel de type T OF × ELEDA des ´ev´enements selectionn´es apr`es la coupure correspondant `a la zone 4. On peut y voir deux zones caract´eristiques ayant une d´ependance typique en 1/√
pour s´eparer efficacement les α des noyaux d’15N qui ont un temps de vol plus grand. Le rapport de statistique entre les deux types de co¨ıncidences est (p–α) / (p–15N) = 8% . Il est int´eressant de remarquer que le r´esultat de nos simulations donne un rapport de 11% en bon accord avec la valeur pr´ec´edente, tout en sachant qu’il s’agit de simuler une cin´ematique `a trois corps et que nous avons fait des approximations sur la distribution angulaire d’´emission des α (´emission isotrope dans le r´ef´erentiel du 19F).
La s´election des « bons » ´ev´enements en co¨ıncidences correspondant `a la r´eaction D(18F,pα)15N est donc le r´esultat de deux coupures. La premi`ere s´electionne la r´eaction de transfert dans le plan ELAM P× ELEDAalors que la deuxi`eme s´electionne les co¨ıncidences p–15N dans le plan T OF× ELEDA. Le fait d’inclure les co¨ıncidences p–α dans l’analyse n’aurait pas augment´e significatevement la statistique, c’est pour cela que nous ne les avons pas pris en compte.
3.3.2 Cas des « singles »
Si l’on n’impose pas de co¨ıncidences avec les protons d´etect´es dans LAMP et qu’on lit tous les ´ev´enements contenant au moins une particule d´etect´ee dans LAMP, on peut construire des spectres en « single ». La Figure 3.6 repr´esente les ´ev´enements en « single » projet´es dans un spectre bidimensionnel ELAM P × ΘLAM P similaire `a celui pr´esent´e pour les co¨ıncidences entre LAMP et LEDA.
pistes LAMP 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (MeV LAMP E 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Fig. 3.6: Mˆeme chose que la Figure 3.4 mais pour les ´ev´enements en « singles » (sans co¨ıncidence avec LEDA). On observe un nombre plus important de bandes cin´ematiques.
La Figure 3.6 am`ene plusieurs r´eflexions si on la compare `a la Figure 3.4 cor-respondant aux co¨ıncidences. Le nombre de bandes cin´ematiques visibles est plus important et particuli`erement pour des ´energies de protons comprises entre 2.2 et 5 MeV. En effet, `a ces ´energies l`a, les protons d´etect´es correspondent `a des ´etats excit´es du 19F en dessous du seuil d’´emission α. Dans ce cas, le 19F ´emis `a petit angle s’´echappe du dispositif exp´erimental sans donner lieu `a des co¨ıncidences (voir Figure 3.7), ce qui se traduit par une absence de bandes cin´ematiques entre 2.2 et 5 MeV dans les spectres en co¨ıncidences (voir Figure 3.4). Au contraire, en « single » peu importe si le19F n’est pas d´etect´e. On a alors acc`es `a tous les niveaux excit´es du 19F mˆeme ceux sous le seuil d’´emission α. Les deux bandes cin´ematiques incompl`etes observ´ees en co¨ıncidence vers 5 et 6 MeV sont maintenant peupl´ees compl`etement. On peut aussi noter par rapport au cas des co¨ıncidences la pr´esence d’un bruit ´electronique intense pour des ´energies inf´erieures `a 1 MeV qui se superpose aux bandes cin´ematiques de plus basses ´energies. On voit ici l’int´erˆet des co¨ıncidences qui suppriment naturellement ce bruit puisque ce dernier est d´ecorr´el´e de LEDA.
18 F 19 F CD2 LAMP LEDA p
Fig.3.7: Repr´esentation sch´ematique de la cin´ematique pour les ´etats excit´es du 19F sous le seuil α.
`
A cause du bruit de fond, il est difficile de faire une s´election pr´ecise des ´ev´ene-ments correspondant `a la r´eaction D(18F,p)19F dans le plan ELAM P× ΘLAM P. Nous avons utilis´e une fois de plus l’information en temps de vol des protons d´etect´es dans LAMP en projetant les ´ev´enements « singles » dans un spectre bidimensionnel T OF × ELEDA (Figure 3.8).
L’´echelle des temps de vol n’est pas absolue pour des raisons de calibrations expliqu´ees dans le paragraphe 2.8. La courbe ferm´ee qui entoure les ´ev´enements
1 10 102 Temps de vol ∝ -50 0 50 100 150 200 (MeV) LAMP E 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Fig. 3.8: Spectre bidimentionnel T OF × E correspondant aux ´ev´enements « singles ». La selection de ces ´ev´enements est repr´esent´ee sur la figure par le contour en trait plein.
correspondant principalement `a la r´eaction D(18F,p)19F correspond `a la coupure que nous avons faite. Le bruit ´electronique d´ecorr´el´e en temps se traduit par la bande verticale vers 800 keV. On peut aussi voir en dessous de 3 MeV, une zone de points ayant une pente plus forte que les ´ev´enements de la r´eaction D(18F,p)19F. Ces ´ev´enements sont pr´esents dans tous les runs o`u l’on regarde LAMP sans co¨ıncidence avec LEDA, ainsi que lors des tests avec un cadre vide sans cible. Son origine est donc li´ee au faisceau lui mˆeme. On peut effectivement reproduire cette zone par une r´etrodiffusion du faisceau de 18F `a une distance de 1 m de LAMP.