Nouvelle approche pour un séparateur de fragments ultramoderne
La physique nucléaire est une science qui doit ses avancées en grande partie à l'expérimentation et dont le développement dépend fortement des progrès de l'instrumentation. Etant donné l'étendue des phénomènes nucléaires et les distances, énergies et échelles nécessaires à leur observation, on comprend facilement la large gamme d'instruments expérimentaux avancés mise en oeuvre et le besoin permanent d'innovation. Les accélérateurs, les détecteurs et les systèmes électroniques et d'acquisition de données associés ont été à la base de découvertes majeures. Dans ce contexte, un consortium composé d'universités et de centres de recherche de cinq pays européens participe à un projet visant à concevoir une nouvelle installation d'expérimentation pour l'étude des réactions avec les faisceaux d'ions radioactifs relativistes, dans l'enceinte du laboratoire GSI à Darmstadt, en Allemagne. Un des sous-projets tend notamment à développer un système capable de fournir des techniques novatrices de maniement des faisceaux. Plus particulièrement, l'objectif est de concevoir un système supraconducteur à forte tolérance pour la séparation de fragments de fission de haute énergie. A l'heure actuelle, pour procéder à des expériences pionnières de physique nucléaire sur la nature des particules subatomiques, une particule de haute énergie percute une cible fine, entraînant sa fragmentation dans le cadre d'une réaction nucléaire. Les produits radioactifs issus de la réaction sont séparés en vol et transportés vers l'expérience sous la forme d'un faisceau secondaire. Dans la nouvelle approche, le faisceau secondaire d'atomes radioactifs est diffusé depuis la cible chaude vers la source d'ions pour y être ionisé en vue de l'accélération dans un post-accélérateur. La séparation des fragments est d'une importance cruciale dans la mesure où la qualité du faisceau peut influencer les résultats de l'expérience. Le nouveau système assure une excellente qualité de faisceau en offrant un contrôle total de l'énergie du faisceau et du temps. Le système a été testé en utilisant les modèles mathématiques de Monte Carlo, ce qui a permis de démontrer qu'il offrait une efficacité accrue pour la séparation des faisceaux secondaires à plusieurs ordres de magnitude, en comparaison au dispositif expérimental existant. Le système de séparation occupera une partie considérable de cette installation, qui sera unique au monde. Les expériences qui y seront menées permettront d'étendre le champ des connaissances dans les domaines de la physique nucléaire, de l'astrophysique et des sciences appliquées, bien au-delà des barrières actuelles.
