Cette partie regroupe l’ensemble des sélections effectuées afin de retenir uniquement les évène- ments d’intérêt : les produits de réaction de transfert (d,p).
3.6.1 Sélection des particules en fonction de leur position d’impact sur la cible.
La figure Fig.3.13présente l’image des positions d’impact au niveau de la cible obtenue grâce aux détecteurs CATS. Outre l’image du détecteur annulaire qui est identifiable, on remarque que l’image du faisceau est très bien focalisée suivant l’axe Y (uniquement 7 mm de dispersion suivant cet axe) mais que l’étalement est nettement plus important suivant l’axe horizontal (16 mm). Il est intéressant de noter que les détecteurs de faisceau n’induisent pas trop de diffusion : uniquement 0.9%ont des trajectoires faisant un angle avec l’axe du faisceau supérieur à 0.8◦. Nous avons uniquement sélectionné les évènements
arrivant au niveau de la cible. La sélection effectuée est représentée en trait plein noir sur la figure Fig. 3.13. Cette sélection rejette 5.3(3)%des ions incidents dans le cas du faisceau de34Si et rejette 10.5(3)
%
pour le faisceau de36S.3.6.2 Identification des particules légères.
Les sélections effectuées afin de distinguer les protons émis lors de la réaction de transfert (d,p) sont présentées dans cette partie.
3.6.2.1 dE vs E.
Pour les détecteurs MUST2, certaines particules ont des énergies suffisantes pour traverser le pre- mier étage. Le dépôt d’énergie dans un matériau étant régi par la relation de Bethe-Block, il sera possible
3.6. Sélection des évènements d’intérêt. 103
FIGURE3.13: Position d’impact au niveau du plan de la cible obtenue grâce aux CATS. L’image du détec-
teur annulaire S1 est clairement visible. La sélection effectuée sur les ions du faisceau est représenté en trait noir.
dans ce cas d’identifier les différentes particules en fonction de leur masse et de leur charge. En effet, les pertes d’énergies sont proportionnelles à la masse (A) et au carré de la charge (Z) suivant la loi de Bethe-Bloch. La figure Fig.3.14présente la matrice d’identification obtenue grâce aux deux étages des détecteurs MUST2. Les évènements le long de la première bissectrice correspondent aux évènements
FIGURE 3.14: Matrice d’identification des particules dans les détecteurs MUST2. Le dépôt d’énergie dans le premier étage de télescope d’identification est représentée en fonction de l’énergie totale de la particule.
s’arrêtant dans le premier étage. Si les particules traversent, il est alors clairement possible de séparer les particules légères en fonction de leur charge et masse : la courbe observée présentant le dépôt d’énergie le plus faible correspond aux protons. Afin de retenir uniquement les protons, la sélection représentée en trait noir plein sur la figure Fig.3.14a été réalisée.
3.6.2.2 Identification des particules par le temps de vol.
Il est possible d’identifier les particules qui s’arrêtent dans le premier étage en corrélant leur énergie et leur temps de vol. Que ce soit pour les MUST2 ou pour le détecteur annulaire, le temps de vol est estimé pour chaque piste de détection en mesurant le temps relatif entre cette piste et le deuxième détecteur CATS. La figure Fig.3.15(a)présente la matrice énergie-temps obtenue pour l’un des détecteurs MUST2 tandis que la figure Fig.3.15(b)présente celle obtenue grâce au détecteur annulaire S1 pendant la prise de données avec le faisceau de34Si.
(a) Matrice d’identification (ET OT,t) pour les détecteurs
MUST2.
(b) Idem pour le détecteur annulaire.
FIGURE 3.15: Matrice d’identification obtenue en corrélant énergie et temps de vol des particules lé-
gères pour les détecteurs MUST2 et pour l’annulaire. Les protons ont été sélectionnés en effectuant la "coupure" représentée en trait plein noir.
Bien que la matrice d’identification est légèrement plus bruitée dans le cas du détecteur annulaire, l’élimitation des protons est clairement identifiable.
3.6.3 Sélection des gammas en fonction de leur énergie et temps de vol.
Pour chaque cristal d’EXOGAM, le temps entre le passage d’une particule dans le second détecteur CATS et la détection d’un photon est stocké, ce qui nous permet de tracer le graphique Fig.3.16montrant la corrélation entre le temps et l’énergie de détection des photons. Les gammas d’intérêt sont émis de manière prompte lors de la collision ente les ions du faisceau et la cible. Les noyaux excités issus de l’interaction entre le faisceau et la cible se désexcitent a priori quelques dizaines de picosecondes après et vont donc tous arriver au même temps, quelle que soient leurs énergies.
Figure Fig. 3.16, on constate une dépendance du temps de vol avec l’énergie du photon ce qui s’explique par l’emploi de discriminateurs à seuil pour la détermination du temps de vol. Afin de ne conserver uniquement les photons en rapport avec une particule incidente sur cible, une sélection a été faite. Elle est représentée en trait plein rouge figure Fig. 3.16. On constate que certains photons sont détectés fréquemment et de manière indépendante du temps de vol : ils sont dus à la radioactivité ambiante. Ces évènements sont clairement identifiable sur la partie basse de la figure Fig.3.16. La figure Fig.3.17montre le spectre obtenu en sélectionnant uniquement les photons non corrélés avec les ions du faisceau qui a été obtenu lors de l’acquisition de données avec le faisceau de34Si. Les principales
3.6. Sélection des évènements d’intérêt. 105
FIGURE 3.16: Temps de vol en fonction de l’énergie des photons. Une sélection des protons, en trait
rouge, a été réalisée sélection des photons "prompt" réalisée pour ne retenir que les photons directement corrélés avec une particule du faisceau.
raies de radioactivité ont été identifiées comme étant issues de la chaine de décroissance
β
du34Si.FIGURE 3.17: Spectre
γ
pour les évènements décorrélés du faisceau. Les quatre raies sont identifiées comme provenant de la chaine de désintégration beta du34Si.3.6.4 Sélection à l’aide du télescope d’identification
La figure Fig. 3.18présente la matrice d’identification obtenue à l’aide de l’ensemble constitué de la chambre à ionisation et du plastique, obtenu sous faisceau de34Si avec une cible mince. On peut
identifier différentes bandes correspondant à des produits de charges différentes. Ces diverses lignes au-dessus de la tache principale sont le fruit de réactions autres que les réactions de transfert (d,p) qui nous intéressent ici.
FIGURE 3.18: Perte d’énergie dans la chambre à ionisation en fonction du temps de vol des particules