1 / 27

Aurons-nous la peau du Neutron?

Aurons-nous la peau du Neutron?. Etat des lieux sur le 208 Pb Mesure par la sonde faible Méthode expérimentale Apport de connaissances. Prédictions Théoriques. NL1. SKIII. P. Ring et al., Nucl. Phys. A624, 349 (1997). R p = 5.51 +/- 0.02 fm. Diffusion élastique d’e - :. Mesures.

chester-dunlap
Download Presentation

Aurons-nous la peau du Neutron?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Aurons-nous la peau du Neutron? • Etat des lieux sur le 208Pb • Mesure par la sonde faible • Méthode expérimentale • Apport de connaissances Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  2. Prédictions Théoriques NL1 SKIII P. Ring et al., Nucl. Phys. A624, 349 (1997) Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  3. Rp = 5.51 +/- 0.02 fm Diffusion élastique d’e-: Mesures Rn: [1]: p-Pb, Nucl. Phys. A209,1 (1973) [3] [4] [2]: p-Pb, Phys. Rev. C 21, 1488 (1980) [3]: p-Pb, Phys. Rev. C 49, 2118 (1994) [2] [4]: a-Pb*,Nucl. Phys. A567, 521 (1994) SHF+FP: Skyrme contraint par nEOS de Friedman-Pandharipande. [1] 208Pb Nouvelle mesure en diffusion d’e-, Indépendante des modèles nucléaires: PRex: dRn/Rn~1% Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  4. e- N e- N = GFQ2 MZ ~ ~ 3.10-4 Q2 Mg 2 pa Sonde faible de la matière nucléaire e- (k’) e- (k) e- + g Z0 q=k-k’ N N N N • Z0: sonde perturbative, connue précisément • Mais effet non mesurable dans s si Q2<<MZ2: Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  5. 180 deg. Parité (Réflexion / O) O Sym. miroir g g g g g g Vecteur : Scalaire : Pseudo-vecteur: Pseudo-scalaire: x,p,E m s=xLp,B h=s.p -x,-p,-E +m +s,+B -h g g g g g g g g La symétrie parité • Exacte pour QED, QCD, gravitation • Non respectée par l’électrofaible, signature unique Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  6. Et Z0 est arrivé… Parité e(k’) (pseudo-vecteur) a e(k) N(p’) O a N(p’) e(k) e(k’) Asymétrie de violation de parité: Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  7. e+ f W+ Z0 n cfV = T3 – 2sin2qWQf cfA = T3 p QW = 1-4sin2qW Charges faibles f n QW = 1 Théorie V-A Courant chargé: Violation maximale de P (T.D.Lee et C.N. Yang, 1956) Courant neutre: Violation partielle de P Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  8. Une nouvelle sonde fructueuse Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  9. a a a e- a Z0 g -N Fn(Q2) + (1-4sin2qW) Z Fp(Q2) 208Pb Z Fp(Q2) FW (Q2) Fg(Q2) (DR2=R2n-R2p) Mesure de Rn par la sonde faible Approximation de Born: Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  10. Extraction de FW(Q2) C. Horowitz et al, Phys. Rev. C 63, 025501 (2001) Corrections Coulombiennes: Aexp ~ (1-Za/p) Aborn 30% pour la cinématique dePRex Erreur associée négligeable: • Correction déjà bien maîtrisée pour Rp • Section efficace au % • Fw sensible à la distribution de neutrons dont la correction dépend peu. FW comparaison avec théorie de champ moyen Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  11. Extraction de Rn 208Pb: Rn ~ RW - 0.06 fm , erreur << 0.05 fm Rq: 4He, N=Z et Rn=Rp mesure de rs. Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  12. Dépendance en Q2: dRW/RW=1%  da/a=25% -Surcontraint par les mesures d’énergie de liaison Erreurs Syst. Théoriques • Courants d’échange: -Pas de transitions 0+0- par interaction Coulombienne -Portée faible, rMEC<<Rn • Corrections dispersives d’ordre a/Z Incertitudes théoriques faibles comparées à l’erreur de la mesure Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  13. Jefferson Laboratory • Faisceau continu • E = 0.7-6 GeV • upgrade 12 GeV • I = 1nA - 100mA • Pe~80% • 3 halls expérimentaux • en simultané Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  14. Figure de Mérite F.O.M. = ds/dW.A2.e2 Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  15. Hall A @ JLab • = 860 MHz T =700h dA/A = 3% Dose=16 MRad Détecteur Plan focal Cible Polarimètres I =50mA Pe=80% Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  16. A D C NR,L e- 16 bits R L R L R L Détection • Signal INTEGRE sur un pulse d’hélicité : - Pas de temps mort • Sandwich quartz-cuivre • Précision statistique attendue pour • 700h de faisceau: Aexp = 510 m 15 10-9 (ppb) ! Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  17. Plan focal p Dispersion=12.5cm/% 3- 2.6 MeV 0+ 208Pb Bruit de fond q Detection - Réjection du bruit de fond grâce a une très bonne résolution en E - Coupure à 4MeV: intégration des premiers niveaux excites Aexp = Aj[1-B/S(1-AB/Aj)] Avec B/S<0.1% et AB~Aj Correction et erreur négligeables Permet + de pertes d’énergie dans cible épaisse. Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  18. Cible de Pb • Epaisseur limitée par radiations • dans le hall et les pertes d’énergies •  10% de c0 • Tenue à fort courant par un • revêtement de poudre de diamant. Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  19. Contrôle du faisceau Nm = N (Im,Xm,Ym,qxm,qym,Em,…) Intégration de l’ensemble de l’accélérateur dans l’appareillage de l’expérience: • Source polarisée • Moniteurs de positions et courant • Aimants correcteurs • Polarimètres • Cible • détecteurs Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  20. *Renversement rapide de l’hélicité Minimise la sensibilité aux variations de l’appareillage Accélérateur e- * Première état d’une paire aléatoire *En phase avec le 50/60Hz Supprime la corrélation a l’hélicité Réduit le bruit électronique lié au secteur Source Polarisée * Inversion RL par lame l/2 Change le signe de l’asymétrie physique Séquence HV: … R R R L L L 15 Hz Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  21. jitter~0.5% A (ppm) spaire I 3 ppm/Volt Pouvoir d’analyse du cristal source D sbruit “PITA slope”: bras de levier du feed-back I Asymétrie en intensité Transport non parfait du faisceau laser a la source: Polarisation linéaire résiduelle Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  22. l/2 • Convergence en 1/N de la valeur moyenne et de l’erreur • Limitation du bruit électronique qui reste en 1/N Contre-réaction Contre reaction sur la tension de la cellule de Pockels: Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  23. Normalisation • Q2 à 0.3%: •  mesure de qspectro à 0.3 mrad près • Utilisation de la haute resol. en E • Pe à 1%: • Polarimètre Compton avec laser vert. • Challenge a “basse” énergie car • F.O.M. a E2 • Idée de polarimètre • Moller à atomes froids. • dPe/Pe potentielle = 0.5% Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  24. Contraintes sur N-N effectives E/N (MeV) Rn-Rp dans 208Pb (fm) drn/dE à rn=0.1 n/fm3 rn (neutron/fm3) A. Brown, Phys. Rev. Lett. 85, 5296 (2000) Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  25. Contraintes sur N-N effectives Asymétrie dans l’énergie de Fermi bien contrôlée dans les modèles Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  26. Des atomes aux étoiles • Violation de parité dans les atomes: • -tests très précis (QW à 0.7%) du MS a basse énergie • -Niveau d’erreur des corrections électrofaibles dRn/Rn=2% • -Mesure sur Ba envisgeable (N/Z plus proche de 137Cs) • Contraintes sur le rayon • des étoiles à neutrons C.J. Horowitz, Phys. Rev. C 64, 062802 (2001) Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

  27. Conclusion Prex: • Résiste au feu des erreurs • théoriques,peu de dépendance • aux modèles nucléaires • Erreurs expérimentales • seront dures à cuire • Contraintes sur les interactions • effectives • Connexions avec PV atomiques • et astro-physique Atelier de Structure Nucléaire - 05/2004

More Related