Spectroscopie de precision des atomes pioniques et antiprotoniques

High precision spectroscopy of pionic and antiprotonic atoms

• Auteur / Autrice : PASCAL EL KHOURY
• Direction : Paul Indelicato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'etude des atomes exotiques, ou un electron de l'atome est remplace par une autre particule de charge negative (#, #, $$p, #, #, ) peut fournir des informations, soit sur la particule elle-meme, soit sur le noyau, soit encore sur l'interaction entre la particule et le noyau. Au cours de ce travail, nous nous sommes interesses, d'une part, aux atomes pioniques (##1#4n) dans le but de determiner la masse du pion negatif avec une tres bonne precision (4 ppm), et d'autre part, aux atomes antiprotoniques (p$$p) pour etudier l'interaction forte entre un nucleon et un antinucleon. A cet egard, un spectrometre de bragg de haute resolution et une trappe cyclotron ont ete utilises. Avec sa capacite de fabriquer en grande quantite les atomes exotiques, la trappe cyclotron a fourni une source intense de rayons-x. Les cristaux courbes du spectrometre focalisant les rayons-x ont assure un gain considerable en intensite. Grace a leur resolution spatiale, l'utilisation des ccd comme detecteurs a permis une determination precise de l'angle de bragg de la transition a mesurer. Les methodes d'analyse informatiques que nous avons developpees ont permis de rejeter le bruit de fond experimental, forme essentiellement de particules chargees, et de traiter certains problemes lies a la geometrie de l'experience. La mesure de la masse du pion a ete effectuee a l'institut paul scherrer (ch-5232 villigen psi). L'utilisation d'un milieu gazeux pour arreter les pions a resolu l'ambiguite provenant de l'hypothese sur le nombre d'electrons k recaptures de la cible. Les experiences portant sur les atomes antiprotoniques ont ete effectuees au cern (ch-1211 geneve 23) sur l'anneau de stockage d'antiprotons de basse energie (lear). Nous avons realise la premiere mesure directe du decalage et de l'elargissement hadroniques du niveau 2p de l'hydrogene antiprotonique.