Service des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme

Le projet de mesure de l'accélération de la pesanteur pour des atomes d'antihydrogene nécessite de produire une cible dense de positronium, état lié e⁺e^- dont la durée de vie de l’état triplet est de 142 ns. Pour cela il faut disposer d’une grande quantité de positons « lents » (gamme d’énergie allant de l’eV à quelques dizaines de keV). Les sources radioactives à base de Na₂₂ ne sont pas assez intenses. De plus, il faut tenir compte de l’efficacité du processus de modération qui permet de ralentir les positons. Celle-ci varie de 10^-5 à 10^-2 selon le type de modérateur utilisable dans l’environnement expérimental. La possibilité de produire des positons de basse énergie à partir d’un accélérateur a donc été étudiée [2]. Le processus utilisé est la création de paires à partir d’un faisceau d’électrons heurtant une cible de Z élevé. Pour une telle expérience, il faut un faisceau dédié. Le prix des accélérateurs a conduit à étudier les performances d’un accélérateur de très basse énergie (< 10 MeV) en compensant la faible section efficace par l’augmentation du courant d’électrons, celui-ci étant limité par la tenue de la cible à l’échauffement pour une intensité de l’ordre du mA. Cette étude a fait l’objet d’un brevet [3].

Nous avons présenté une candidature de projet « blanc » à l’ANR en juin 2005. Cette candidature a été retenue sous le nom de SOPHI et consiste à réaliser un tri entre les électrons du faisceau primaire et les positons émis par une cible de tungstène à faible angle d’incidence [2]. Ce tri ouvre la voie à l’utilisation d’un modérateur au Néon solide pour ralentir efficacement les positons du MeV à l’eV, plutôt qu’un modérateur en tungstène environ 100 fois moins efficace. En effet, la température du Néon solide de 7K ne permet pas de placer ce type de modérateur dans l’environnement direct du faisceau d’électrons d’une puissance de l’ordre de quelques kW.

L'ensemble comprenant la cible, l'enceinte a vide, les bobines, ainsi que le détecteur de positons, est en cours de réalisation a l'IRFU et chez l'entreprise SigmaPhi. La livraison a été faite durant le printemps 2008.