4.1 Analyse du spectre d’énergie d’excitation
4.1.1 Spectre obtenu avec les conditions les plus restrictives
Dans cette partie, nous allons utiliser la chambre à ionisation pour sélectionner les réactions de transfert. La figure Fig.4.1montre la matrice d’identification obtenue avec la chambre à ionisation dans le cas du faisceau de34Si pour la cible de CD
2(Fig.4.1(a)) et pour la cible de carbone pur (Fig.4.1(b)).
(a) Pour la cible de CD2en sélectionnant les énergies d’ex-
citation comprise entre -1 et 2 MeV afin d’avoir une propor- tion maximale d’évènements issus de réactions de trans- fert.
(b) Pour la cible de carbone pur sans sélection sur l’énergie d’excitation.
FIGURE 4.1: Perte d’énergie dans la chambre à ionisation en fonction du temps de vol des particules
entre le second détecteur CATS et le plastique dans le cas des réactions avec le faisceau de34Si.
Une autre manière de montrer la forte sélectivité de ce détecteur est illustrée figure Fig. 4.2 avec le faisceau de 36S. On compare ici la matrice d’identification obtenue sans sélection et celle obtenue
si on sélectionne uniquement les évènements de transfert (points ronds rouges). Pour cela, seuls les évènements détectés en coïncidence avec un photon ayant une énergie de 645 keV (à plus ou moins 30 keV) et une énergie d’excitation comprise entre 0 MeV et 4MeV ont été considérés. L’intégralité de ces évènements se situe dans la tâche principale.
FIGURE 4.2: Perte d’énergie dans la chambre à ionisation en fonction du temps de vol des particules
entre le second détecteur CATS et le plastique dans le cas des réactions avec le faisceau de36S. En
rouge est indiqué la position des évènements identifiés comme résultant d’une réaction de transfert (voir partie suivante).
Elle permet donc d’éliminer l’essentiel des réactions contaminantes. Cependant, on a constaté un dysfonctionnement important dans le déclenchement de ce détecteur. Pour de nombreux évènements, dont le déclenchement est effectué par les détecteurs MUST2 ou S1, aucune information n’est codée dans la chambre à ionisation. Cet effet, dépend du détecteur qui fournit le signal de "trigger" : 46.2
%
des évènements ne sont pas codés dans la chambre à ionisation lorsque le détecteur MUST2 numéro 1 est "trigger", 57.9%
quand c’est le S1, 65.5%
quand c’est le MUST2 numéro 2 et 79.2%
quand c’est le détecteur numéro 3 !La figure Fig.4.3présente la position des éjectiles lourds issus des réactions de transfert à 1 m après la cible (soit environ au niveau de la chambre à ionisation) en considérant la cinématique d’une réaction à deux corps donnant des événements protons dans un des détecteur MUST2. Les carrés rouges sur cette figure représentent les évènements pour lesquels un signal a été récolté dans la chambre à ionisa- tion. Une coupure est clairement visible. Cette coupure en position permet de formuler deux hypothèses pouvant expliquer la perte d’évènements lorsqu’on impose d’avoir un signal issu de la chambre à ioni- sation. La première possibilité est que cette perte d’évènements est due à un problème de collection de charge dans la chambre à ionisation ou à un effet de recombinaison important. La deuxième hypothèse est que l’électronique utilisée est responsable de la perte d’évènements. En effet, le temps de dérive étant beaucoup plus lent pour les particules passant dans la partie supérieur de la chambre à ionisation, il est possible qu’il n’y ait plus de recouvrement entre ce signal et le signal de validation (voir schéma élctronique). En tout cas cela n’est pas du à un problème de focalisation du faisceau car même si aucun signal n’est enregistré dans la chambre à ionisation, le dépôt d’énergie est non nul dans le détecteur plastique. Ce problème n’a pas été décelé pendant l’expérience, et n’est vu que sur les particules diffu- sées. La figure Fig.4.4montre les spectres d’énergie d’excitation obtenus pour les différents détecteurs MUST2 et S1 lorsqu’on impose d’avoir un signal dans la chambre à ionisation.
La figure Fig. 4.4 montre l’effet de l’utilisation de la chambre à ionisation sur le spectre d’énergie d’excitation. Dans le cas du télescope MUST2 n◦3, on constate que les évènements ayant une énergie
4.1. Analyse du spectre d’énergie d’excitation. 121
FIGURE 4.3: Reconstruction de la position de
l’éjectile lourd issu d’une réaction de transfert au niveau de la chambre à ionisation. En bleu, l’ensemble des évènements est représentée. Les carrés rouges affichés par dessus corres- pondent aux évènements pour lesquels un si- gnal à été encodé dans la chambre à ionisa- tion.
FIGURE4.4: Spectre d’énergie d’excitation ob-
tenu pour les différents détecteurs MUST2 et S1. Spectre obtenu en faisant une sélection des évènements à l’aide de la chambre à io- nisation.
d’excitation de moins de 4 MeV sont presque totalement perdus, contrairement aux évènements de haute énergie d’excitation. Les évènements de faible énergie d’excitation correspondent à des protons énergétiques. Plus les protons ont une énergie importante, plus l’éjectile lourd aura une trajectoire déviée et pourra atteindre la partie haute de la chambre à ionisation où la collection de charge est mauvaise. Le télescope MUST2 n◦3 étant placé en bas (voir figure2.34), cela sera plus probable d’où la plus grande
perte d’évènements.
En conclusion, bien que cela induise une forte perte de statistique, il est possible d’utiliser la chambre à ionisation afin d’obtenir les spectres les plus sélectifs. Le résultat obtenu pour le détecteur MUST2 numéro 1 est présenté figure Fig.4.5.
Les similitudes entre les résultats obtenus pour le faisceau de soufre et celui de silicium sont frap- pantes. En effet, ces spectres présentent tout deux un état fondamental fortement peuplé et clairement identifiable ainsi qu’une région assez fortement peuplée pour des énergies d’excitation supérieures à 5.0 MeV. Par contre, il y a également des différences marquantes, notamment le pic à environ 3.0 MeV dans le37S.