Study of hypernuclei in the reaction 6Li+ I2C at 2 A Oe V

Abstract

Cette thèse présente une nouvelle approche expérimentale proposée par la collaboration HypHI pour l’étude des hypernoyaux dans des réactions induites par des faisceaux d’ions lourds stables ou radioactifs. La méthode proposée permet de mesurer les hypernoyaux formés par coalescence entre un hypéron Λ produit dans la région des participants et un fragment spectateur issu du projectile. Ce mode de production offre la possibilité d’étudier les hypernoyaux dans des conditions extrêmes d’isospin et de mesurer directement leur moment magnétique hypernucléaire. Une première expérience ayant pour objectif principal de démontrer la faisabilité de la nouvelle méthode proposée, a été réalisée en effectuant une spectroscopie précise des hypernoyaux 4 ΛH, 3 ΛH et 5 ΛHe produits dans les collisions 6Li+12C à une énergie incidente de 2 GeV par nucléon. La conception, le développement et la réalisation du nouveau dispositif de détection sont présentés. Les performances des détecteurs, ainsi que celles du système de déclenchement ont été étudiées. Le code d’analyse développé pour la reconstruction des hypernoyaux est présenté ainsi que ses performances sur les données simulées. L’analyse des données expérimentales et les premiers résultats de la reconstruction de l’hypéron Λ et de l’hypernoyau 5 ΛHe, ainsi que la mesure de leur temps de vie, sont présentés. Ces premiers résultats démontrent la faisabilité de cette nouvelle approche expérimentale pour l’étude des hypernoyaux et ouvrent de nouvelles perspectives dans la recherche d’hypernoyaux lourds et proches des limites de stabilité.This thesis presents a new experimental approach proposed by the HypHI collaboration to study hypernulei by means of reactions induced by stable and radioactive heavy-ion beams. The proposed method allows to measure hypernuclei formed by coalescence of a Λ-hyperon produced in the participant region and a projectile spectator fragment. Such a production mode offers the opportunity to investigate hypernuclei at extreme isospin and to measure directly hypernuclear magnetic moments. A first experiment aiming at demonstrating the feasibility of this new method has been carried out with a 6Li beam at 2 A GeV impinged on a 12C target by identifying 3 ΛH, 4 ΛH and 5 ΛHe hypernuclei from their mesonic weak decay modes. The design, development and realization of this experiment are presented. Performances of the detectors and of the trigger system have been investigated. The software analysis developed for the reconstruction of hypernuclei is presented and its performances are evaluated using simulated data. The data analysis and preliminary results of the reconstruction of Λ hyperons and of 5 ΛHe and the measurement of their lifetime are reported. The results demonstrate the feasibility of the new experimental approach for the study of hypernuclei and open new perspectives to investigate heavier hypernuclei toward the proton and neutron drip lines