Les matrices ∆E(ChIo)-E(Si) permettent d’identifier les produits de r´eaction, qui s’arrˆetent dans le silicium de 300 µm, dont la caract´erisation est n´ecessaire pour re- construire la cin´ematique de la collision. Afin d’´eviter le d´epouillement de 180 matrices ind´ependantes, les modules ont ´et´e group´es en fonction de leur dynamique, conduisant
2.4. Identifications dans les modules ChIo-Si 45
36
Ar+
197Au E=9 A.MEV (P
gaz=49 mbar)
0 5 10 15 20 25 30 35 0 100 200 300
E(Si) en MeV
∆
E(ChIo) en MeV
Ar17+Ar18+ 0 250 500 750 10 15 20 25 30∆E(ChIo) en MeV
0 500 1000 200 250 300 350E(Si) en MeV
Fig. 2.10 – Matrice ∆E(ChIo)-E(Si) d’un module de la couronne 2. Les pics de diffusion Ar17+ et Ar18+ ne sont pas s´epar´es sur le signal ChIo. Chaque contribution est obtenue `a l’aide d’une s´election sur l’´energie mesur´ee dans le silicium.
Couronne 2
Couronne 3
Chambre
à ionisation
Plaquette de
3 siliciums
Gd+U - Etalonnage ChIo 10-11 -
0 0.01 0.02 0.03 0 20 40 60E
ChIO(MeV)
0 0.01 0.02 0.03 0 20 40 60E
ChIO(MeV)
Gain=0.96
Fig. 2.12 – Correction par ajustement du gain d’une ChIo (histogramme) par comparaison au spectre de r´ef´erence (en gris´e) de la couronne 10-11.
`a un nombre r´eduit de matrices, r´esultats de la superposition des couronnes 2-5, 6-7 et 8-9. Nous verrons de quelle fa¸con ces superpositions sont obtenues et la m´ethode d’identification en charge d´evelopp´ee `a Saclay [46].
2.4.1
Superposition des modules
La premi`ere ´etape consiste `a calibrer les chambres `a ionisation et les d´etecteurs sili- cium en tension puis en ´energie. L’´etalonnage en ´energie des Si est provisoire car l’´etude des d´efauts de collection n’est pas prise en consid´eration au niveau des identifications. Afin d’obtenir une meilleur superposition des modules, sont appliqu´ees des cor- rections globales de pi´edestaux et de gains `a des groupes de d´etecteurs, communs `a une couronne ou un codeur VXI, selon le cas de figure. De petites modifications du coefficient de conversion Volt-MeV peuvent ainsi intervenir pour certaines couronnes (∼1-2%). De la mˆeme mani`ere, les pi´edestaux de certains codeurs sont recal´es lorsque des d´erives sont observ´ees. Ces corrections sont g´en´eralement d´etermin´ees pour chaque syst`eme, voire pour chaque ´energie de bombardement.
Enfin, quelques d´etecteurs pr´esentant des probl`emes de fonctionnement, comme par exemple une mauvaise polarisation pour un silicium, sont r´ecup´er´es `a l’aide d’un ´etalonnage temporaire d´etermin´e par ´etirement. Cette proc´edure demande des contrˆoles r´eguliers pour l’ensemble des syst`eme ´etudi´es. L’´etalonnage en ´energie des chambres avant profite ainsi a posteriori des corrections apport´ees.
2.4.2
Identifications en charge
La figure 2.13 est obtenue en superposant les 84 modules ChIo-Si des couronnes 2- 5. Les hyperboles, correspondant aux diff´erents num´eros atomiques, sont bien s´epar´ees
2.4. Identifications dans les modules ChIo-Si 47
E(Si) (MeV)
Couronnes 2-5
PG
Z=3 Z=31E(ChIo) (MeV)
Fig. 2.13 – Contours d’identification pour une matrice ChIo-Si (PG).
Un ´etalonnage en ´energie provisoire est n´ecessaire pour obtenir ces superpositions. Les contours isolent, sur le PG, les diff´erentes lignes de Z = 3 jusqu’`a Z = 31. Au-del`a de Z = 25, les trac´es sont le r´esultat d’une extrapolation.
sur le PG. Afin de lever les ambigu¨ıt´es qui se posent pour les premi`eres lignes de Z, des contours d’identification sont d´efinis sur le GG pour distinguer les Z = 1, Z = 2 et Z = 3 (cf. fig. 2.15). Sur le PG, sont trac´es les contours d’identification des fragments Z > 3. Ces contours, d´elimitant une ligne de Z, sont constitu´es d’un ensemble de points, trac´es manuellement, en recourant `a l’interface graphique PAW.
Le calcul de pertes d’´energie constitue une aide utile pour prolonger les contours vers les grandes ´energies silicium o`u la statistique est pauvre. Il permet ´egalement d’extrapoler les trac´es vers les charges ´elev´ees pour lesquelles la r´esolution des chambres et la statistique ne sont plus suffisantes pour distinguer les diff´erentes lignes de Z. Ainsi, les contours de la figure 2.13 sont trac´es de visu, de Z = 1 `a Z = 25, et extrapol´es au-del`a jusqu’au Z = 31. Sur le GG, le premier contour s´epare la ligne Z = 1 de la zone du pi´edestal. Il est obtenu `a l’aide des modules o`u la s´eparation est la plus claire. Le num´ero atomique Z d’un fragment est d´etermin´e par le contour inf´erieur le plus proche. Une valeur d´ecimale de la charge est donn´ee par la position du fragment entre deux contours : Z + δ avec −0.5 ≤ δ < 0.5 (voir sch´ema 2.14). Selon la r´egion o`u la particule est identifi´ee, un code permet d’estimer la pr´ecision de l’identification r´ealis´ee. Pour ce faire, nous distinguons plusieurs zones (cf. fig. 2.16) :
– La r´egion de Bragg (code 3) se compose de fragments lourds (Z > 15) d´eposant peu d’´energie dans le silicium. L’´energie laiss´ee dans la chambre `a ionisation diminue avec l’´energie du fragment incident (cf. fig. 2.4), entraˆınant un recou- vrement des lignes de Z, et par cons´equent, une sous-estimation de la charge du fragment d´etect´e (Zmin).
– La r´egion du rebroussement (code 2) correspond `a des fragments rapides, qui traversent le silicium, mais qui ne laissent pas suffisamment d’´energie dans le CsI, pour franchir le seuil du discriminateur. Dans ce cas l’identification aurait lieu dans le module Si-CsI associ´e. Les lignes de Z rebroussent vers les basses ´energies silicium et se superposent aux lignes inf´erieures. La charge retourn´ee est encore une valeur minimum (Zmin).
– La r´egion centrale (code 0) correspond aux fragments bien identifi´es. Un code particulier est attribu´e aux identifications obtenues par extrapolation, dont le degr´e de confiance est moins bon (δZ ∼ ±1).
– A l’ext´erieur de ces domaines, l’identification est impossible, un code d’erreur est retourn´e. Il concerne principalement les ´ev´enements situ´es au-dessous de la zone de rebroussement en raison d’une mauvaise mesure de l’´energie dans la chambre `a ionisation (cf.§ 2.3.3).
Les performances des identifications ∆E(ChIo)-E(Si) d´ependent en grande partie de la r´esolution des chambres. Pour les modules avant (3◦
-14◦
), avec une pression de 49 mbar, nous obtenons une bonne identification des fragments jusqu’au Z = 25 (cf. fig. 2.17). Pour une pression de 30 mbar, les lignes de Z sont visibles jusqu’au Z=20. Au-del`a, une extrapolation est n´ecessaire.
2.5. Conclusion 49