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Accueil > Archives > 2013 > Piégeage et accumulation de positons issus d’un faisceau pulsé produit par un accélérateur pour l’étude de l’interaction gravitationnelle de l’antimatière

Pierre Grandemange

Piégeage et accumulation de positons issus d’un faisceau pulsé produit par un accélérateur pour l’étude de l’interaction gravitationnelle de l’antimatière

jeudi 12 décembre 2013 à 14h30 CSNSM Salle de réunion du bât. 108

L’expérience GBAR est conçue pour réaliser un test direct du principe d’équivalence faible sur l’antimatière. Son objectif est de mesurer l’accélération de la pesanteur sur un antiatome d’hydrogène en chute libre, accélération appelée gbar. Son originalité réside dans la production d’anti-ions hbar+ pour appliquer le refroidissement sympathique afin d’obtenir une température de l’ordre du micro Kelvin, indispensable à la réalisation de la mesure. Les ions hbar+ sont produits par la double interaction antiproton + positronium -> hbar + electron puis hbar + electron -> hbar+ + electron. Afin de produire le nuage de positronium avec la densité nécessaire à la double réaction, 2e10 positons doivent être injectés sur une cible mésoporeuse de SiO2 en moins de 100ns.

Cette thèse décrit l’injecteur de positons en phase de démonstration au CEA Saclay pour l’expérience GBAR. Il est constitué d’un piège de Penning-Malmberg (emprunté au laboratoire du RIKEN) alimenté par un faisceau de positons lents. Un accélérateur linéaire d’électrons de 4.3 MeV produit le faisceau pulsé de positons en tirant sur une cible de tungstène, modéré ensuite par un modérateur constitué d’une multicouche de grilles de tungstène. Le flux de positons lents est de 2e6 positons par seconde. Depuis l’installation du piège du RIKEN à Saclay en janvier 2011, 2e10 électrons ont été piégés. Nous présentons dans ce document les premiers résultats d’accumulation de positons issus d’un faisceau pulsé, et leur refroidissement dans un plasma d’électrons préalablement chargé dans le piège. Nous avons mesuré une efficacité d’injection de 4%, et une efficacité de refroidissement de 1%. Nous caractérisons l’augmentation du nombre de positons piégés avec le nombre de pulses injectés dans le piège.

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Affiche de la soutenance