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Référence
SL-DRF-24-0289
Direction
DRF
Description du sujet de thèse
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
RECHERCHE DE LA DÉSINTÉGRATION NUCLÉAIRE EN DEUX PHOTONS
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La désexcitation nucléaire en deux photons, c.à.d. la décroissance par émission de deux rayons gamma, est un mode de désexcitation rare du noyau atomique, au cours duquel un noyau excité émet deux rayons gamma simultanément pour revenir à l’état fondamental. Les noyaux pair-pair ayant un premier état excité 0+ sont des cas favorables pour rechercher la décroissance double gamma puisque l’émission d’un seul rayon gamma est strictement interdite pour les transitions 0+ -> 0+ par conservation du moment angulaire. Cette décroissance présente toujours un très petit rapport d’embranchement (<1E-4) en comparaison avec les autres modes de désexcitation possibles, soit par l’émission d’électrons de conversion interne (ICE) soit la création de paires positron-électron (e+-e-) (IPC). Nous utiliserons donc une nouvelle technique pour rechercher la décroissance double gamma: l’étude de la désexcitation d’un état isomérique 0+ de basse énergie dans les ions nus, c.-à-d. entièrement épluchés de leurs électrons atomiques. L’idée de base de l’expérience est de produire, sélectionner et stocker les noyaux dans leur état isomérique 0+ dans l’anneau de stockage de l’installation GSI en Allemagne. Lorsque le noyau est entouré du cortège électronique l’état 0+ excité est un état isomérique à durée de vie assez courte, de l’ordre de quelques dizaines à quelques centaines de nanosecondes. Toutefois, aux énergies relativistes disponibles à GSI, tous les ions sont entièrement épluchés de leurs électrons atomiques et la désexcitation par ICE n’est donc pas possible. Si l’état d’intérêt est situé en dessous du seuil de création de paires, le processus IPC n’est pas possible non plus. Par conséquent, les noyaux nus sont piégés dans un état isomérique de longue durée de vie, qui ne peut se désintégrer que par émission de deux rayons gamma vers l’état fondamental. La désexcitation de l’isomère serait identifiée par spectroscopie de masse Schottky (SMS) à résolution temporelle. Cette méthode permet de distinguer l’isomère de l’état fondamental par la (très légère) différence de leur temps de révolution dans l’ESR, et d’observer la disparition du pic de l’isomère dans le spectre de masse avec un temps de décroissance caractéristique. Après une première expérience réussie qui a fait preuve de la décroissance double gamma dans l'isotope 72Ge une nouvelle expérience a été accepté par le comité d’expériences de GSI et son réalisation est prévu en 2024.
Université / école doctorale
PHENIICS (PHENIICS)
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 physique fondamentale ou nucleaire
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
KORTEN Wolfram w.korten@cea.fr
CEA
DRF/IRFU/DPhN/LENA
Drf/IRFU/DPhN
Bat 703 - Orme des Merisiers
91191 Gif/Yvette cedex
+33169084272
Tuteur / Responsable de thèse
KORTEN Wolfram w.korten@cea.fr
CEA
DRF/IRFU/DPhN/LENA
Drf/IRFU/DPhN
Bat 703 - Orme des Merisiers
91191 Gif/Yvette cedex
+33169084272
En savoir plus
https://www.researchgate.net/profile/Wolfram_Korten
http://irfu.cea.fr/dphn/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_sstheme.php?id_ast=293
https://www.gsi.de/en/work/research/appamml/atomic_physics/experimental_facilities/esr.htm