Enjeux scientifiques et cadre du projet
Le projet MINOS vise à effectuer la spectroscopie de noyaux très exotiques produits par fragmentation auprès de machines d’ions radioactifs de nouvelle génération telles que RIKEN ou GSI/FAIR. La structure des noyaux atomiques visés devraient nous permettre d’apporter des contraintes fortes sur l’interaction nucléaire entre les nucléons dans le noyau et apporter des informations essentielles quant à notre compréhension de l’origine et l’abondance de matière dans l’univers.
Plusieurs groupes dans le monde étudient la structure des noyaux exotiques. Le projet MINOS est basé sur le développement d’un nouvel instrument qui, couplé à des détecteurs existants, permettra une sensibilité accrue (jusqu’à plusieurs centaines de gain) par rapport aux méthodes actuelles.
Le principe de base de MINOS est de lever un verrou technique : offrir la possibilité d’utiliser des cibles très épaisses pour faire des études par spectroscopie gamma et réactions secondaires directes tout en maintenant une bonne résolution en énergie des spectres gamma mesurés.
L'union Européenne a accordé le 20 octobre 2010 une bourse ERC (FP7/ ERC Grant agreement n°258567 du programme "SP2-ideas") à Alexandre Obertelli (PI, DPhN) pour apporter une contribution financière au projet MINOS sur 5 ans.
L'instrument et ses enjeux techniques
Le projet se propose de mettre en œuvre une nouvelle méthode expérimentale : l'utilisation d'une cible d'hydrogène liquide couplée à un détecteur de vertex MPGD micromegas et un détecteur germanium type AGATA ou DALI2.
Instrument:
Cible d’hydrogène liquide couplée à une TPC lue par Bulk-Micromegas pour reconstruire les trajectoires des protons produites dans la cible et localiser le vertex de l'interaction noyau-cible avec une précision de 2-3 mm.
Spécificités:
- Bulk-Micromegas + électronique de lecture GET.
- Géométrie compacte avec couplage à une cible longue d’hydrogène liquide (~150 mm).
Enjeux techniques:
- TPC bulk-micromegas annulaire à haute résolution spatiale (pads de ~4 mm2) sans champs magnétique, à grande dynamique, soumise à un flux de ~10 kHz de produits des interactions des noyaux exotiques dans la cible.
- Electronique de lecture dense (4096 à 8192 voies sur ~150 cm2) basée sur l'ASIC AGET (GET - General Electronics for TPCs est un programme ANR piloté par l'IRFU).
- Cible d'hydrogène liquide de 150 mm de longueur à 20K.
Collaboration et responsabilités IRFU
Collaborations: RIKEN, PRESPEC ( GSI/FAIR), AGATA
Responsabilités: IRFU (instrument complet et programme de physique).
Livrables (FP7/ERC): Instrument complet validé sous faisceau avant fin 2013 et premières expériences de physique à RIKEN avant fin 2015.
Calendrier et faits marquants
Le Projet MINOS est supporté par l'ERC dans le cadre du FP7 pendant 5 ans à compter du 1er novembre 2010. La phase de R&D, conception détaillée et réalisation sera validée par un test système de l'instrument sur faisceau mi 2013, pour permettre son exploitation dans le cadre d'au moins une expérience de spectroscopie de noyaux exotiques à RIKEN (avec le détecteur de gammas DALI2) avant la fin du projet en novembre 2015.
• Structure de la matière nucléaire
• Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) • Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique (DEDIP) • Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département de Physique Nucléaire (DPhN) • Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
• Laboratoire d'étude mécanique et d'intégration des détecteurs (LEMID) • Laboratoire d'ingénierie logicielle pour les applications scientifiques (LILAS) • Laboratoire d'Etudes du Noyau Atomique (LENA)
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Dernière mise à jour : Nov 18th, 2024
