Partenaires

CNRS IN2P3 CNRS


Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > ANGLAIS > Research > Exotic Nuclei > Research topics > Experiments > JYFL (Jyväskylä) > High precision measurement of 62Ga half-life - 2002


High precision measurement of 62Ga half-life - 2002

date : Juin 2002

Collaborations :

* CEN Bordeaux Gradignan (France)
* Université de Jyväskylä (Finlande)
* Université de Liverpool (UK)

 

Objectifs :

Cette expérience [1], tout comme son expérience "sœur" à GSI en Novembre 2001 [2] avait pour but la réalisation de mesures de précision de la durée de vie du noyau N = Z impair-impair 62Ga. Elle représente la continuation de nos tests réalisés en 2000 et 2001. Elle a également permis de remesurer ou de fixer une limite supérieure pour certains rapports d’embranchement.

 

Figure 1 : présentation de la ligne IGISOL à Jyväskylä. On distingue respectivement de haut en bas : le guide d’ion, l’aimant d’analyse et la station de détection.

 

Dispositif expérimental

Les noyaux 62Ga ont été produits par réactions de fusion évaporation p(64Zn, 3n)62Ga à 48 MeV. Les produits de réactions ainsi créés, étaient extraits grâce à la technique du guide d’ions (lien méthode IGISOL), puis séparés en masse par un aimant d’analyse. Le faisceau de basse énergie de masse A=62 était dirigé vers la station de comptage en bout de ligne et implanté sur une bande de collection (figure 1). L’activité était accumulée pendant 400 ms après quoi le faisceau primaire était défléchi afin de permettre la mesure des décroissances radioactives pendant 1600 ms. Ensuite, la bande se déplaçait et un nouveau cycle de collection commençait. Le dispositif de détection était composé d’un scintillateur plastique 4p pour les particules bêta ainsi que trois détecteurs germanium pour le rayonnement gamma (figures 2 et 4). Pour une grande partie de l’expérience, la lumière du scintillateur était collectée par deux photomultiplicateurs fonctionnant en coïncidence afin de réduire l’influence du bruit de fond (figure 3). L’efficacité de détection de ce dispositif est de plus de 90 %. Durant toute l’expérience, les données ont été traitées simultanément par trois systèmes d’acquisition d’origine différente. Ce procédé permet ainsi de s’affranchir d’éventuelles sources d’erreurs systématiques liées au système utilisé pour collecter et traiter les signaux électroniques provenant des détecteurs.

 

 

Figure 2 : schéma du scintillateur plastique utilisé pour la détection des particules bêta
Figure 3 : schéma du dispositif de lecture du scintillateur avec 2 photomultiplicateurs

 

Figure 4 : schéma et photo montrant la disposition de l’ensemble des détecteurs

 

Résultats

Au cours de cette campagne, plus de 30 millions de désintégrations de 62Ga ont pu être enregistrées sur deux semaines. L’analyse de cette expérience a permis d’améliorer notablement les précédentes mesures de périodes réalisées à Jyväskylä pour ce noyau mais également, grâce à l’utilisation conjointe de trois détecteurs germanium, de confirmer les résultats obtenus pour le rayonnement gamma.

 

* Mesure de la période Pour les trois acquisitions, l’analyse de l’ensemble des données a été réalisé à la fois cycle par cycle et run par run. La figure 5 présente l’ajustement obtenu pour un run et pour une acquisition. En combinant toute la statistique sur l’ensemble des runs et en tenant compte des différentes acquisitions, nous obtenons pour la période, le résultat suivant : (116.09 ± 0.14) ms.

 

Figure 5 : analyse de la durée de vie pour un run. Les couleurs correspondent aux différentes composantes utilisées pour l’ajustement : bleu pour le 62Ga, vert pour le 62Cu, noir pour le bruit de fond. La courbe rouge représente la somme.

 

* Transition gamma à 954 keV L’analyse de la raie gamma à 954 keV (figure 6), signant la transition 2+ -> 0+ entre le premier état excité et l’état fondamental du 62Zn, permet d’extraire un rapport d’embranchement : BR = (0.111 ± 0.039) %. Cette valeur est en bon accord avec les précédentes indications. Etant donné son très faible rapport d’embranchement, il n’a pas été possible de mettre en évidence une coïncidence d’autres raies gamma avec cette raie.

 

Figure 6 : spectre gamma otenu pour un détecteur germanium. Le pic à 954 keV d’énergie est indiqué

 

* Limite supérieure sur l’éventuelle transition gamma de 1376 keV Aucun pic gamma n’a pu être distingué du bruit de fond à cette énergie. Cette transition devrait désexciter le second niveau 0+ du 62Zn vers le premier niveau 2+.

Comme nous le citions précédemment, l’absence de coïncidence gamma avec la transition à 954 keV vient corroborer ce résultat. Ceci nous permet néanmoins d’extraire une limite supérieure du rapport d’embranchement pour cette transition : BR < 0.039 %.

Les deux derniers résultats conduisent également à fournir une limite supérieure du rapport d’embranchement de l’ordre de 99.80 % pour la transition de Fermi superpermises entre les deux états fondamentaux.

La figure 7 présente le schéma de désintégration de 62Ga. La valeur de la durée de vie de 62Ga correspond à la moyenne pondérée de l’ensemble des résultats obtenus pour ce noyau depuis 25 ans.

 

Figure 7 : schéma de désintégration de 62Ga

 

Perspectives

Cette expérience, avec celle de GSI, ont permis d’atteindre un niveau de précision suffisant pour la mesure de la durée de vie de 62Ga. A présent, pour ce noyau, l’objectif est d’obtenir des résultats comparables quant aux mesures de masse et des rapports d’embranchement.

Plus généralement, notre équipe devrait continuer à s’investir dans l’étude des transitions de Fermi superpermises dans un domaine de masse plus élevé.

 

Références

[1] G. Canchel et al., to be published in Eur. Phys. J.A.
[2] B. Blank et al., Phys. Rev. C 69, 015502 (2004).