Electron shakeoff following the β+ decay of trapped 35Ar+ ions

The electron shakeoff of 35Cl atoms resulting from the β+ decay of 35Ar+ ions has been investigated using a Paul trap coupled to a recoil-ion spectrometer. The charge-state distribution of the recoiling daughter nuclei is compared to theoretical calculations accounting for shakeoff and Auger processes. The calculations are in excellent agreement with the experimental results and enable one to identify the ionization reaction routes leading to the formation of all charge states.D.R. acknowledges support from the Spanish ministry of Economy and Competitiveness under the project FPA2010-14803 and the action AIC10-D000562

First Measurement of Pure Electron Shakeoff in the β Decay of Trapped 6He+ Ions

Expérience GANIL/SPIRAL/LIRATThe electron shakeoff probability of 6Li2+ ions resulting from the β- decay of 6He+ ions has been measured with high precision using a specially designed recoil ion spectrometer. This is the first measurement of a pure electron shakeoff following nuclear β decay, not affected by multielectron processes such as Auger cascades. In this ideal textbook case for the application of the sudden approximation, the experimental ionization probability was found to be Psoexp=0.023 39(36) in perfect agreement with simple quantum mechanical calculations

Mesures de précision avec LPCTrap et développements techniques à GANIL : corrélation angulaire β−ν (aβν) et probabilité de shakeoff dans la décroissance de l'6He1+, étude de la production de nouveaux faisceaux à SPIRAL.

The subject of this work is twofold. The main objective is to measure the βν angular correlation (aβν) in the β decay of the 6He+ at a 0.5% precision level as well as the associated shakeoff probability. Evidences of a discrepancy between the experimental value of a βν and the prediction in the Standard Model (SM) would mean the existence of a tensor current in the weak interaction. Consequently, it would question the V-A structure used to describe the weak interaction in the SM. A Paul trap is used to confine 6He+ ions almost at rest in a very small volume in order to provide a decay source as well defined as possible. The emitted β particle and recoil ion (RI) are detected in coincidence by detectors surrounding the trap. The setup is sensitive to the different charge states of the RIs and also allows the measurement of shakeoff probability. This latter and a βν are deduced from comparison with realistic Monte Carlo simulations of the time of flight spectra of the recoiling ions using Geant4 and Simion. The set of measured distributions enables to control the main systematic effects. The second part of this work is dedicated to the development of a new target ion source system (TISS) using a FEBIAD (Forced Electron Beam Induced Arc Discharge) and SPIRAL1 target in the framework of its upgrade. Several experiments have been performed to test the reliability of the TISS and to measure the yields of expected new beams. These tests led to an improved design of the TISS to be tested in December 2013. Within the framework of this upgrade, new beams should be available in 2016.Le sujet de ce travail est double. L'objectif principal est de mesurer le paramètre de corrélation angulaire (aβν) dans la décroissance bêta de l'6He1+ avec une précision relative de l'ordre de 0.5% ainsi que la probabilité de shakeoff associée. Une déviation entre les valeurs expérimentale et théorique de aβν mettrait en évidence l'existence de courant tensoriel dans l'interaction faible. Par conséquent, la structure en V-A du Modèle Standard utilisée pour décrire l'interaction faible serait remise en question. Un piège de Paul est utilisé pour confiner les ions d'6He1+ dans un volume très petit presque au repos afin d'avoir une source aussi bien définie que possible. Les particules bêta et les ions de recul issus de la décroissance sont détectés en coïncidence par un dispositif placés autour du piège. Ce dispositif est également sensible aux différents états de charge de l'ion de recul et permet aussi de mesurer les pro- babilités de shakeoff. Ces dernières et aβν sont déduites à partir d'une comparaison entre les données expérimentales et des simulations Monte-Carlo réalistes du spectre en temps de vol des ions de recul effectuées avec les codes Simion et Geant4. L'ensemble des distributions experimentales mesurées permet de contrôler les effets systématiques principaux. La seconde partie de cette thèse est dédiée au développement d'un nouvel Ensemble Cible Source (ECS) utilisant une source d'ions : FEBIAD (Forced Electron Beam Induced By Arc Discharge). Plusieurs expériences ont été réalisées afin de tester la fiabilité de cet ECS et mesurer les taux de production des nouveaux faisceaux attendus. Elles ont conduit à une version améliorée de celui-ci qui sera testée en décembre 2013. Dans le cadre de cette mise à niveau, les nouveaux faisceaux devraient être disponibles en 2016

Upgrade SPIRAL1: vers une extension de la gamme des faisceaux d'ions radioactifs à GANIL

Le Grand Accélérateurs National d'Ions Lourd (Caen, France) permet l'accélération de faisceaux d'ions lourds stables et radioactifs pour la réalisation d'expériences en physique nucléaire, physique atomique, en radiobiologie et irradiation de matériaux. Pour la production de faisceaux exotiques, le "Système de Production d'Ions Radioactifs en Ligne" phase 1 (SPIRAL1) à GANIL utilise la méthode ISOL "Isotope Separator On-Line ". Ce système fonctionne depuis 20 01, et produit et accélère des faisceaux d'ions radioactifs gazeux. Afin de répondre aux nouvelles demandes des physiciens en termes de variété de faisceaux, l'installation doit être modifiée. Le but du projet "Upgrade SPIRAL1" est de rendre disponible une plus large gamme de faisceaux exotiques. La méthode1+/n+ a été choisie dans le but d'atteindre cet objectif et d'obtenir suffisamment de flexibilité pour proposer un maximum de nouveaux faisceaux radioactifs. Pour cela, de nombreuses modifications de l'installation doivent être effectuées, aussi bien concernant les techniques de production et d'accélération, que pour répondre aux exigences de sûreté/sécurité. Les buts et solutions techniques retenues pour ce projet sont présentés, ainsi que l'état d'avancement. L'upgrade de SPIRAL1 doit être réceptionné au second semestre 2015

Status of the SPIRAL I upgrade at GANIL

The upgrade of the "Système de Production d'Ions Radioactifs en Ligne" phase I (SPIRAL I) installed at the "Grand Accélérateur National d'Ions Lourds" (GANIL) situated at Caen, France, is in progress and should be ready by 2014. In parallel, the first part of SPIRAL II facility is currently under construction. The global status of the upgrade is presented: goal, radioactive ion production systems, modification of the production cave and impact of the current safety re-evaluation of GANIL

Precision measurements with LPCTrap at GANIL

The experimental achievements and the results obtained so far with the LPCTrap device installed at GANIL are presented. The apparatus is dedicated to the study of the weak interaction at low energy by means of precise measurements of the – angular correlation parameter in nuclear decays. So far, the data collected with three isotopes have enabled to determine, for the first time, the charge state distributions of the recoiling ions, induced by shakeoff process. The analysis is presently refined to deduce the correlation parameters, with the potential of improving both the constraint deduced at low energy on exotic tensor currents (6 He 1+) and the precision on the V ud element of the quark-mixing matrix (35 Ar 1+ and 19 Ne 1+) deduced from the mirror transitions dataset