HAL Id: jpa-00213781
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00213781
Submitted on 1 Jan 1970
HAL
is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire
HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
POSSIBILITE D’UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA PRODUCTION DE PAIRES DANS LE CHAMP
DU NOYAU ET DE L’ELECTRON A BASSE ENERGIE A L’AIDE D’UNE CHAMBRE A
”STREAMERS”
J. Jousset, J. Augerat, A. Poureyron, G. Roche, B. Roussel
To cite this version:
J. Jousset, J. Augerat, A. Poureyron, G. Roche, B. Roussel. POSSIBILITE D’UNE ETUDE EX-
PERIMENTALE DE LA PRODUCTION DE PAIRES DANS LE CHAMP DU NOYAU ET DE
L’ELECTRON A BASSE ENERGIE A L’AIDE D’UNE CHAMBRE A ”STREAMERS”. Journal de
Physique Colloques, 1970, 31 (C2), pp.C2-110-C2-111. �10.1051/jphyscol:1970224�. �jpa-00213781�
C2-110 S e s s i o n 1B
POSSIBILITE D'UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA PRODUCTION DE PAIRES DANS LE CHAMP DU NOYAU ET DE L'ELECTRON A BASSE ENERGIE A L'AIDE D'UNE CHAMBRE A "STREAMERS"
J . J o u s s e t , J . A u g e r a t , A. P o u r e y r o n , G , Roche, B. Roussel L a b o r a t o i r e de P h y s i q u e N u c l é a i r e Fondamentale e t Developpement
F a c u l t é d e s S c i e n c e s d e Clermont-Ferrand
Réswné : O n s e p r o p o s e de f a i r e une é t u d e e x p é r i m e n t a l e de l a p r o d u c t i o n d e p a i r e s d a n s l e champ du noyau e t d e l ' é l e c t r o n à b a s s e é n e r g i e IEy = 2 , 6 2 MeV1 à l ' a i d e d ' ü n e chambre à " s t r e a r n e r s " . C e t t e t e c h n i q u e permet de d é t e r m i n e r l e s d i s t r i b u t i o n s a n g u l a i r e s e t , à l ' a i d e d ' u n champ magnétique, d o n n e r a i t é g a l e m e n t l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s d i f f é r e n t i e l l e s s u r l e s é n e r g i e s . Nous donnons i c i l e s r é s u l t a t s d e s e x p é r i e n c e s t e s t s .
Abstract : We p r o p o s e an e x p e r i m e n t a l s t u d y of p a i r p r o d u c t i o n i n n u c l e u s and e l e c t r o n f i e l d n e a r t h r e s - h o l d (Ey = 2.62 MeV1 u s i n g a s t r e a m e r chamber. Such a n e x p e r i m e n t a l t e c h n i q u e g i v e s a n g u l a r d i s t r i b u t i o n s and d i f f e r e n t i a l e n e r g y c r o s s - s e c t i o n c o u l d be o b t a i n e d w i t h a m a g n e t i c f i e l d . The r e s u l t s o f p r e l i m i n a r y e x p e r i m e n t s a r e g i v e n .
I
-
Introduction- -
A b a s s e é n e r g i e [ k < 10 MeV], k r e p r é - s e n t a n t l ' é n e r g i e du photon i n c i d e n t , l e s mesures d i r e c t e s de l a s e c t i o n e f f i c a c e t o t a l e d e produc- t i o n d e p a i r e s d a n s l e champ du noyau s o n t peu nombreuses e t , à n o t r e c o n n a i s s a n c e , l e s d i s t r i - b u t i o n s a n g u l a i r e s n ' o n t p r a t i q u e m e n t j a m a i s é t é mesurées ( 1 ) . Une é t u d e p a r a l l è l e de l a s e c t i o n e f f i c a c e t o t a l e de p r o d u c t i o n de t r i p l e t s [ m a t é r i a l i s a t i o n d e s p h o t o n s d a n s l e champ d ' u n é l e c t r o n ) p r è s du s e u i l e s t f o n d a m e n t a l e . T r è s peu d e r é s u l t a t s e x p é r i m e n t a u x s o n t a c t u e l l e m e n t d i s p o n i b l e s : c e t t e é t u d e p e r m e t t r a i t d e v é r i f i e r l e s c o r r e c t i o n s t h é o r i q u e s a p p o r t é e s p a r Mork [ 2 ) sux c a l c u l s d e B o r s e l l i n o (31 pour c e t t e é n e r g i e .
A l ' a i d e d ' u n d i s p o s i t i f comportant une chambre à " s t r e a m e r s " , on s e p r o p o s e de m e s u r e r l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s t o t a l e s e t d i f f é - r e n t i e l l e s a n g u l a i r e s d a n s l ' h é l i u m [ Z = 21 e t l e n é o g a l (30 % He, 70 % Ne, Zmoyen % 91 pour d e s y i n c i d e n t s de 2.62 MeV. Une é t u d e u l t é r i e u r e c o m p o r t e r a un champ magnétique p e r m e t t a n t d'ob- t e n i r e n p l u s l e s d i s t r i b u t i o n s é n e r g é t i q u e s . On e n v i s a g e é g a l e m e n t l ' u t i l i s a t i o n d e c i b l e s s o l i d e s i n c o r p o r é e s d a n s l a chambre.
II
-
EspositZf expérimentai!L ' u t i l i s a t i o n d ' u n e chambre à " s t r e a - n e r s " d a n s une e x p é r i e n c e de c e t y p e p r é s e n t e l ' a v a n t a g e de v i s u a l i s e r l e s événements. En o u t r e , l e p a r c o u r s i m p o r t a n t e t l a d i f f u s i o n f a i b l e d e s p a r t i c u l e s d a n s l e gaz de l a chambre p e r m e t t e n t d e s m e s u r e s a n g u l a i r e s p r é c i s e s [ a n g l e s p r o j e t é s 1 e t l ' o b s e r v a t i o n d e s t r a j e c t o i r e s d e p a r t i c u l e s peu é n e r g é t i q u e s .
La f i g u r e donne l e schéma de p r i n c i p e de l a d é t e c t i o n . Les d i m e n s i o n s de l a chambre s o n t
[IO x 20 x 301 cm3, l a d i s t a n c e i n t e r e l e c t r o d e s é t a n t d e 1 0 cm. Le c o l l i m a t e u r en plomb a une h a u t e u r de 15 cm. L ' a c t i v i t é d e l a s o u r c e e s t de 2 m C i , nous e n v i s a g e o n s l ' u t i l i s a t i o n d ' u n e s o u r c e de 100 m C i . Les é l e c t r o n s de m a t é r i a l i s a - t i c n s o n t d é t e c t é s p a r d e s s c i n t i l l a t e u r s p l a s t i - q u e s d e 1 mm d ' é p a i s s e u r e t de 50 cm2 de s u r f a c e , c o u p l é s optiquement à d e s p h o t o m u l t i p l i c a t e u r s 56 AVP. Le g é n é r a t e u r d e l ' i m p u l s i o n T.H.T.
a l i m e n t a n t l a chambre e s t du t y p e Markx (41.
Les p h o t o g r a p h i e s d e s événements ( d i r e c t i o n d e v i s é e p a r a l l è l e au champ é l e c t r i q u e d a n s l a chambre) s o n t p r i s e s à une d i s t a n c e de 1 m a v e c une caméra Nikon é q u i p é e d ' u n o b j e c t i f 55 mm, f / 1 , 2 . Notons que nous n ' u t i l i s o n s p a s
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1970224
S e s s i o n 1B
d ' a m p l i f i c a t e u r d ' i m a g e . L'ensemble du d i s p o s i t i f e s t d é c l e n c h é p a r l a c o ï n c i d e n c e e n t r e l e s
s i g n a u x d e s deux p h o t o m u l t i p l i c a t e u r s montés en c o ï n c i d e n c e ( 5 1 .
Nous avons u t i l i s é i n i t i a l e m e n t d e s p e l l i c u l e s Kodak " R e c o r d i n g 2475" d e s e n s i b i l i t é 1600 ASA, mais nous t r a v a i l l o n s a c t u e l l e m e n t a v e c d e s p e l l i c u l e s I l f o r d HP4 de s e n s i b i l i t é 400-600 ASA f o u r n i s s a n t d e s r é s u l t a t s c o r r e c t s . III
-
RésuZtatsCompte t e n u de l a d i f f i c u l t é de s é l e c t i o n n e r l e s p a i r e s d ' é l e c t r o n s p a r une s e u l e c o ï n c i d e n c e d o u b l e ( 6 1 [ à b a s s e é n e r g i e l a s e c t i o n e f f i c a c e de m a t é r i a l i s a t i o n e s t f a i b l e p a r r a p p o r t à l a 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 Compton], nous nous sommes a t t a c h é s p r i n c i p a l e m e n t à d é t e r m i n e r l ' e f f i c a c i t é de d é t e c t i o n , c ' e s t - à - d i r e l e r a p p o r t du nombre d ' é v é n e m e n t s [ p a i r e s ) au nombre de p h o t o g r a p h i e s p r i s e s . Les r é s u l t a t s s o n t l e s s u i v a n t s :
-
d a n s l e n é o g a l : une p a i r e pour h u i t p h o t o s-
d a n s l ' h é l i u m : une p a i r e pour s i x p h o t o s .Ces v a l e u r s s o n t é q u i v a 1 e n t e ; c e q u i p e u t p a r a î t r e s u r p r e n a n t p u i s q u e l a s e c t i o n e f f i c a c e de m a t é r i a l i s a t i o n e s t e n v i r o n 20 f o i s p l u s f a i b l e d a n s l ' h é l i u m , m a i s l e comptage e s t p l u s f a i b l e dans c e d e r n i e r c a s ( u n e p a i r e p a r h e u r e au l i e u de deux p o u r l e n é o g a l l , c e q u i c o r r e s p o n d à une f r é q u e n c e d ' é v é n e m e n t s o l u s f a i b l e .
Des mesures du nombre de " s t r e a r n e r s "
p a r c e n t i m è t r e , de l a p r é c i s i o n p o s s i b l e s u r l a d é t e r m i n a t i o n du c e n t r e d ' u n s t r e a m e r e t de l a t r a j e c t o i r e c o r r e s p o n d a n t e s o n t e n c o u r s a v e c l a c o l l a b o r a t i o n du D o c t e u r A N N O N I du C e n t r e d e Recherches N u c l é a i r e s de Strasbourg-Cronenoourg.
Remerciements :
Nous r e m e r c i o n s : l e s P r o f e s s e u r s M. e t L. AVAN q u i nous o n t p r o p o s é c e t t e é t u d e :
l e s P r o f e s s e u r s J . COMBE e t O. ISABELLE pour l e u r s c o n s e i l s ; l e s D o c t e u r s E . G Y G I e t F.
SCHNEIDER du CERN pour l ' a i d e e f f i c a c e q u ' i l s nous o n t a p p o r t é e d a n s l a r é a l i s a t i o n du d i s p o s i t i f e x p é r i m e n t a l .
(11
-
J.W. MOTZ e t a l . , Rev. of Mod. Phys., 41,-
581 [19691
[ 2 )
-
K.J. MORK, Phys. Rev.,x,
' 1 0 6 5 , ( 1 9 6 7 ) (31-
A. BORSELLINO, Nuovo Cim.,4,
112 (19471 ( 4 1-
E. G Y G I e t F. SCHNEIDER, CERN 64-46,novembre 1964
(51
-
G . G I R A R D e t F. RAMOS, Mémoires pour l ' o b t e n t i o n du t i t r e d ' I n g é n i e u r C.N.A.M.( à p a r a î t r e 1
(61