MESURE DU PARAMETRE DE DEPOLARISATION D DANS LA DIFFUSION ELASTIQUE DE PROTONS

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Submitted on 1 Jan 1970

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MESURE DU PARAMETRE DE DEPOLARISATION D DANS LA DIFFUSION ELASTIQUE DE PROTONS

R. Beurtey, P. Catillon, P. Schnabel

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R. Beurtey, P. Catillon, P. Schnabel. MESURE DU PARAMETRE DE DEPOLARISATION D DANS

LA DIFFUSION ELASTIQUE DE PROTONS. Journal de Physique Colloques, 1970, 31 (C2), pp.C2-

96-C2-97. �10.1051/jphyscol:1970217�. �jpa-00213774�

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S e s s i o n 1A

MESURE DU PARAMETRE DE DEPOLARISATION D DANS LA DIFFUSION ELASTIQUE DE PROTONS R. Beurtey, P. C a t i l l o n e t P. Schnabel

Centre d l E t u d e s N u c l é a i r e s de Saclay, France.

Résumé.- Une expérience de double d i f f u s i o n d'un f a i s c e a u p o l a r i s é a permis l a détermina- t i o n du paramètre de d é p o l a r i s a t i o n "D" de Wolfenstein pour l a d i f f u s i o n é l a s t i q u e s u r 27111,

OB,

9 ~ e . Une s e c t i o n e f f i c a c e de d i f f u s i o n avec renversement de s p i n f a i b l e , mais mesurable, a é t é a i n s i trouvée.

A b s t r a c t . - We d e s c r i b e a measurement of t h e d e p o l a r i z a t i o n of a proton beam e l a s t i c a l l y s c a t t e r e d by 2 7 ~ 1 , and 9Be. Experimental r e s u l t s i n d i c a t e a small b u t measurable (?) spin-f l i p c r o s s - s e c t i o n .

1. I n t r o d u c t i o n . - La mesure du paramètre D a é t é e n t r e p r i s e dans l e b u t de m e t t r e e n évidence une

+ + +

i n t e r a c t i o n du type u 1 e n t r e l e s s p i n s u du pro- t o n e t + 1 d'un noyau. Un t e l terme de p o t e n t i e l d o i t e n e f f e t p r o d u i r e un renversement du s p i n du proton. O r l e paramètre ''de t r i p l e d i f f u s i o n " D, d é f i n i p a r Wolfenstein [l] par l a r e l a t i o n

(Pi,Pf : p o l a r i s a t i o n i n i t i a l e e t f i n a l e , perpen-

-

d i c u l a i r e a u p l a n de d i f f u s i o n ; P,A : paramètres de p o l a r i s a t i o n e t d ' a s y m é t r i e ) peut a u s s i s ' é - c r i r e sous l a forme [2] :

où uRS e t uNRS pont l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s pour l a d i f f u s i o n avec e t s a n s renversement de s p i n . Une v a l e u r de D i n f é r i e u r e à 1 démontre donc une in- t e r a c t i o n spin-spin e t l ' é c a r t de D p a r r a p p o r t à l ' u n i t é donne l e r a p p o r t uRS/uNRç. Pour une c i b l e de s p i n n u l , l e renversement du s p i n e s t i n t e r d i t par l a c o n s e r v a t i o n de l a p a r i t é e t D : 1 dans ce c a s . Des t r a v a u x a n t é r i e u r s [4] permettent de con- c l u r e que uRS << uNRS. C ' e s t donc pour des a n g l e s de d i f f u s i o n où l a s e c t i o n e f f i c a c e e s t minimale que l e r a p p o r t uRS/uNRS a quelque chance d ' ê t r e d i f f é r e n t de zéro e t par conséquent D 1 . Ce r a i - sonnement semble ê t r e confirmf p a r des c a l c u l s de Stamp s u r l a d i f f u s i o n de n e u t r o n s [3]: e n i n c l u a n t

+ +

un terme de l a forme u 1 dans un p o t e n t i e l o p t i q u e on t r o u v e en e f f e t une n e t t e d é c r o i s s a n c e de D au- t o u r des a n g l e s correspondant à un minimum de sec- t i o n e f f i c a c e .

II. D i s p o s i t i f expérimnta1.- Le f a i s c e a u de protons p o l a r i s é s du c y c l o t r o n à é n e r g i e v a r i a b l e de Saclay e s t d i f f u s é une première f o i s p a r une

c i b l e de s p i n non n u l . Les protons d i f f u s é s s o n t e n s u i t e a n a l y s é s e t r e f o c a l i s é s 2,70 mètres p l u s l o i n s u r une c i b l e de 105,7 %/cm2 de carbone à l ' a i d e d'un t r i p l e t magnétique symétrique de gran- dissement -1. Les p r o t o n s d i f f u s é s i n é l a s t i q u e m e n t s o n t é l i m i n é s p a r un absorbeur en t a n t a l e s i t u é 20 cm avant l a c i b l e de carbone. Les protons d i f - f u s é s une seconde f o i s p a r l e carbone s o n t détec- t é s à d r o i t e e t à gauche par deux t é l e s c o p e s cons- t i t u é s chacun d'une j o n c t i o n AE/AX d e 400 Pm e t d'une j o n c t i o n E de 1 mm d ' é p a i s s e u r . Les dia- phragmes de d é f i n i t i o n , s i t u é s e n t r e l e s j o n c t i o n s AE/dX e t E, o n t une s u r f a c e de 8x40 m2 e t s o n t à une d i s t a n c e de 56,5 cm du c e n t r e de l a c i b l e , à un a n g l e moyen de 45,4'

+

5,5'.

Une a u t r e j o n c t i o n e s t s i t u é e dans l ' a x e du po- l a r i m è t r e pour s u r v e i l l e r de façon permanente l e bon c e n t r a g e du f a i s c e a u a u cours de l a mesure.

Dans nos mesures, l ' é n e r g i e de l a deuxième d i f f u - s i o n e s t comprise e n t r e 16,8 e t 13,8 MeV. Le pou- v o i r d'analyse no du p o l a r i m è t r e e s t a l o r s de 0,57.

L'ensemble du p o l a r i m è t r e e s t monté s u r un p l a - t e a u q u i peut t o u r n e r autour d'un axe v e r t i c a l p a s s a n t p a r l e p o i n t de r e f o c a l i s a t i o n . Ceci permet, d'une p a r t , d l a x e r correctement l e p o l a r i m è t r e d ' a u t r e p a r t , de s i m u l e r de f a u s s e s asymétries pour déterminer des termes c o r r e c t i f s dus à l ' a n - g l e d ' o u v e r t u r e du t r i p l e t (? 1'2 horizontalement, i 4'7 v e r t i c a l e m e n t ) .

Un a u t r e p o l a r i m è t r e à carbone (pouvoir d'ana- l y s e nA), s i t u é à l a s o r t i e du c y c l o t r o n en amont de la première c i b l e , permet de mesurer l a p o l a r i - s a t i o n du f a i s c e a u i n c i d e n t .

III. Mesure et r é s u l t a t s . - Le nombre de p a r t i - c u l e s d é t e c t é e s dans l e s compteurs gauche e t d r o i t

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1970217

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S e s s i o n 1A C2-97 du p o l a r i m è t r e e s t , pour l e 5 deux é t a t s de s p i n des d ' a t t e i n d r e D. Nous avons a i n s i mesuré D pour des p r o t o n s i n c i d e n t s : c i b l e s de 2 7 ~ 1 (1-5/2), 'OB (113) e t ' ~ e (1=3/2),

aux a n g l e s correspondant au premier minimum de l a G I 'L 1 +. AP. + ira P no PiD, s e c t i o n e f f i c a c e .

Dc 'L 1 r AP. ₁

-

^{n P}_O ⁵^a. ^PiD. Les r é s u l t a t s obtenus s o n t :

On a donc : C i b l e Oiab E ( c e n t r e c i b l e ) D

+ -

(G+ c D

-

G

-

D-)/sonune = APi, 2 7 ~ 1 43O 18,O MeV 0,96 5 0,02

(G' + G-

-

^D+

-

~ - ) / ~ o n u n e = noP, ]OB 60 O 19,8 MeV 0,93

*

^0,02

( G

'

-

G-

-

D+ + ~ - ) / ~ o r n m e = n P.D.

O 1 ' ~ e 58 21,5 MeV 0,94 I 0,02

Le p o l a r i m è t r e amont mesure l a q u a n t i t 6 nAPi. Une mesure s u r une c i b l e de 2 8 ~ i ( 1 ~ 0 ) B 18,O MeV Ceci donne, avec l a deuxième e x p r e s s i o n ci-dessus, a donné D = 1,028 c 0,025, compatible avec l a va- (n /nA)D. En f a i s a n t une mesure à 0 ° , où D=l, on l e u r t h é o r i q u e 1 .

o b t i e n t l a v a l e u r e x a c t e de n /nA, ce q u i permet

Bibliographie

[l] WOLFENSTEIN ( L . ) , Ann. Rev. Nucl. Sci., 1956,

5,

43.

[2] FAISSNER (H.), Ergebn. Exakt. N a t u m i s s . , 1959, 32, 180.

[3] STAMP (A.P.), Phys. Rev., 1967,

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[4] HODGSON (P.E.), The O p t i c a l Mode1 of E l a s t i c S c a t t e r i n g , Oxford Univ. P r e s s , 1963, p. 58.