Nous discutons ici de l’importance de la mesure des trajectoires des particules in-cidentes avec le détecteur de faisceau CATS. Les résultats montrés précédemment sont obtenus en utilisant le détecteur CATS : nous prenons en compte la trajectoire des par-ticules incidentes et mettons des conditions sur les événements dans la cible. Nous avons refait la même analyse mais sans corriger de l’angle d’incidence des particules du fais-ceau en supposant que la réaction a eu lieu au centre de la cible (l’origine du repère du laboratoire) et que le faisceau est parallèle à l’axe z.
La figure (B.1) présente les résultats obtenus avec l’utilisation des deux CATS (a) en comparaison avec les résultats obtenus sans que nous prenions en compte ces détecteurs (b). Dans le premier cas, nous remarquons que nous perdons 14 % de statistique sur le nombre des particules détectées dans l’ensemble MM1-4.
Le tableau (B.1) nous montre l’effet de l’utilisation des détecteurs CATS sur la ré-solution des pics. Nous observons ici que l’utilisation de ces deux détecteurs améliore grandement (d’environ facteur 2) la mesure de l’énergie des états et rend la résolution en énergie deux fois meilleure.
Figure B.1 – Énergie de l’ 17 O obten ue à partir de l’énergie du proton et de son angle dans le lab oratoire. (a) En utilisan t les deux détecteurs CA TS. (b) Sans l’utilisation des deux déte cteurs CA TS.
Avec CATS Sans CATS
E (keV) FWHM (keV) E (keV) FWHM (keV)
Fondamental 5 ± 2 235 ± 5 5 ± 2 459 ± 10
1er état excité 865 ± 9 267 ± 15 875 ± 7 478 ± 25
2ème état excité 5089 ± 10 382 ± 16 5050 ± 2 483 ± 26
3ème état excité 5692 ± 7 429 ± 38 5690 ± 6 496 ± 48
4ème état excité 7554 ± 7 471 ± 4 7440 ± 4 471 ± 7
Table B.1 – Comparaison entre les énergies des états d’17O et les largeurs à mi-hauteur en utilisant
les détecteur CATS pour déterminer l’angle d’incidence du faisceau sur la cible et sans utiliser ces détecteurs.
C
Simulation
Nous avons utilisé un programme de simulation Monte-Carlo développé spécifique-ment pour le télescope MUST [Jou01]. Ce programme a été adapté pour le programme ROOT [Bru97]. Il a été développé pour intégrer la géométrie de la détection et le calcul de l’angle solide [Ska04]. Il prend en compte la décroissance du noyau dans la voie finale par émission de particule avec un calcul de l’espace de phase. Le programme est conçu pour prendre en compte les caractéristiques des faisceaux radioactifs pour lesquels la va-leur d’émittance est importante (plus de 5 π mm.mrad). La position des deux détecteurs CATS peut être fournie au programme afin de reconstruire la position au niveau de la cible en tenant compte de la résolution en position et en temps de vol pour les deux détecteurs. La perte d’énergie est prise en compte dans l’épaisseur de la cible. De plus, la perte d’énergie dans les divers détecteurs peut être calculée. La distribution angulaire d’une section efficace spécifique pour chaque réaction est fournie par un fichier externe avec la normalisation. Les noyaux dans la voie finale sont définis avec leurs énergies d’ex-citation et pour les états non liés une largeur de forme Breit-Wigner est attribuée. La trajectoire de la particule légère résultant de la réaction sur la cible jusqu’à sa détec-tion est calculée. La perte d’énergie dans la zone morte du télescope MUST2 est prise en compte afin de déterminer l’énergie déposée dans le télescope. Nous pouvons ensuite reconstruire l’énergie d’excitation du noyau d’intérêt en utilisant la même procédure que pour les vrais événements physiques.
L’efficacité géométrique de la détection simulée pour les quatre télescopes MUST2 à l’arrière de la cible est présentée sur la figure C.1. Nous avons effectué un tirage aléa-toire dans l’intervalle angulaire dans le laboraaléa-toire 120◦ 6 θ 6 180◦. Nous obtenons une efficacité maximale de détection pour notre dispositif de 86% pour les angles arrière de la cible. La figure C.2 montre la couverture angulaire pour tous les télescopes MUST2. La géométrie de l’expérience E473s est présentée sur la figure C.3 pour les six télescopes MUST2. La position de chaque télescope est déterminée en utilisant les valeurs fournies par le géomètre. La figure C.4 montre les résultats de la simulation de la cinématique de la réaction d(8He,p)9He à 15, 4 MeV/nucléon sur une cible de CD2 de 320 µg/cm2 d’épaisseur. Avec le dispositif expérimental choisi, les protons émis à l’arrière peuvent
être détectés dans l’intervalle angulaire 120◦− 180◦ dans le laboratoire et le deuton résul-tant de la diffusion élastique d(8He, d0)8He peut être détecté dans l’intervalle angulaire
55◦− 85◦ dans le laboratoire. Les noyaux d’8He composant le faisceau qui ont subi une
diffusion élastique ou qui résultent de la décroissance de l’9He après un transfert du
neutron, sont émis à petits angles, vers l’avant dans le laboratoire.
Figure C.1 – Efficacité géométrique de détection pour les quatre télescopes MM1-4 à l’arrière de la
cible.
Figure C.2 – Calculs de l’angle solide pour les six télescopes MUST2 en fonction de l’angle du
Figure C.3 – Simulation de la détection pour la configuration géométrique de six télescopes MUST2
utilisés lors de l’expérience E473s. Le faisceau d’8He à 15.5 MeV/A passe entre les quatre télescopes MUST2 à l’arrière de la cible (couverture angulaire 120◦− 180◦) pour arriver au télescope MM5 à 0◦ qui est protégé par un détecteur plastique. Pour la diffusion élastique nous avons utilisé le télescope MM6 à 65◦.
Figure C.4 – Simulation de la cinématique de la réaction d(8He,p)9He à 15,4 MeV/nucléon. Les
pro-tons peuvent être détectés dans l’intervalle angulaire (120◦, 180◦) dans le laboratoire. La diffusion élastique peut être détectée dans l’intervalle angulaire (55◦, 85◦) dans le laboratoire.