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Première expérience de physique à HIE-ISOLDE

Avec l’installation du deuxième cryomodule pour HIE-ISOLDE, la machine est prête à prendre des mesures à plus haute énergie

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Première expérience de physique à HIE-ISOLDE

Miniball est un des deux dispositifs de détection recevant les faisceaux d’HIE ISOLDE. C’est un système de détecteurs de rayons gamma très efficace, qui sera relié de manière permanente aux faisceaux d'HIE-ISOLDE. (Image: CERN)

La première expérience de physique utilisant les faisceaux radioactifs envoyés par HIE-ISOLDE, récemment améliorée, a démarré. ISOLDE, l’installation de recherche nucléaire au CERN, permet d'étudier les propriétés des noyaux atomiques dans le cadre plusieurs expériences.

Avec l'amélioration apportée, la machine est désormais capable d'atteindre une énergie de 5,5 MeV par nucléon, ce qui fait d’ISOLDE la seule installation du monde à pouvoir étudier des noyaux moyens à lourds dans cette gamme d’énergies.

Ce redémarrage intervient après la mise en place du deuxième cryomodule (équipement contenant les cavités accélératrices), qui marque la fin de la première phase d’installation d’HIE-ISOLDE.

Le projet HIE-ISOLDE (ISOLDE à haute intensité et haute énergie) est une amélioration importante de l’installation ISOLDE, permettant une augmentation de l'énergie, de l'intensité et de la qualité des faisceaux envoyés aux scientifiques.

 « C’est une avancée majeure, résultat de huit années de développement et de fabrication. Elle n’aurait pas été possible sans le dévouement des équipes techniques du CERN. Ce n'est pas la construction de la machine elle-même qui fait notre fierté, mais le fait d'avoir su attirer des utilisateurs enthousiastes qui feront de la physique de pointe. Nous attendons avec impatience cette période d’expériences à haute intensité, explique Yacine Kadi, chef du projet HIE-ISOLDE ».

The tunnel at HIE-ISOLDE now contains two cryomodules – a unique set up that marks the end of phase one for the HIE-ISOLDE installation. By Spring 2018 the project will have four cryomodules installed and will be able to reach higher energy up to 10 MeV/u a broader range of nuclear physics (Image: Erwin Siesling/ CERN)

Il s’agit de la deuxième phase d’exploitation du projet. Le premier faisceau radioactif avait été envoyé le 22 octobre 2015, mais la machine ne disposait alors que d'un seul cryomodule et fonctionnait à une énergie de seulement 4,3 MeV/u.

Avec le deuxième cryostat, la machine est maintenant capable d'atteindre une énergie de 5,5 MeV/u pour étudier la structure d’isotopes plus lourds.

« C’est une machine universelle servant à accélérer et à étudier, à différentes énergies, tous les noyaux dont le nombre de masse est compris entre 6 et 224 ou plus, explique Maria Borge, chef du groupe ISOLDE. Cette année, nous étudions des noyaux dont le nombre de masse est compris entre 9 et 142 ; ces expériences ne peuvent être réalisées qu’à ISOLDE, au CERN. »

Lorsque les deux cryomodules supplémentaires destinés à HIE-ISOLDE auront été installés, en 2018, la machine, qui sera capable d’accélérer les noyaux jusqu’à 10 MeV/u, pourra procéder à des recherches sur des noyaux de toutes masses.

ISOLDE récolte actuellement des informations sur les propriétés collectives des isotopes ; après les prochaines améliorations, les chercheurs pourront utiliser la machine à plus haute intensité afin d'étudier les propriétés de particules prises individuellement. C'est actuellement possible avec des masses faibles, mais pas encore avec des isotopes plus lourds.

« La communauté s’est beaucoup agrandie récemment, car les gens sont intéressés par les possibilités qu’offrent les nouvelles énergies plus élevées. C’est un domaine d’énergie qui est encore largement inexploré puisqu'aucune autre installation du monde ne peut envoyer des faisceaux purs à de tels niveaux d’énergie, explique Maria Borge ».

HIE-ISOLDE fonctionnera à partir de maintenant jusqu’à mi-novembre. Six des sept expériences prévues durant cette période utiliseront Miniball. La première d’entre elles étudiera l’étain, un élément spécial avec deux isotopes doublement magiques.

 

Le nouvel accélérateur HIE-ISOLDE est en service pour des expériences de physique nucléaire à plus haute énergie. Les faisceaux peuvent désormais être accélérés jusqu'à 5.5.MeV par nucléon. De nouvelles cavités accélératrices seront installées dans les années à venir pour atteindre  des énergies de 10 MeV par nucléon. (Vidéo : Christoph Madsen/CERN)