Contribution à l''amélioration de la résolution double trace du détecteur à grand angle solide diogène

• Auteur / Autrice : Olivier Valette
• Direction : Régis Babinet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Collisions (physique nucléaire)

Ions lourds

Mots clés libres

Matière nucléaire dense

Détecteur à grand angle

Dispositifs à transferts de charge

Ions lourds relativistes

Échantillonage

Résumé

L'équation d'état et les propriétés de la matière nucléaire dense suscitent toujours un vif intérêt théorique. L'étude expérimentale de ce problème peut se faire, en laboratoire, au moyen de collisions d'ions lourds relativistes. Le peu de sensibilité à l'équation d'état des mesures inclusives a conduit au développement de détecteurs à grand angle solide capables de mesurer simultanément plusieurs dizaines de particules, comme par exemple le détecteur Diogène installé à Saturne. La multiplicité admissible dans Diogène est actuellement limitée par sa résolution double trace. La nécessité de réaliser ces collisions avec des systèmes lourds et l’augmentation prochaine des performances du synchrotron Saturne ont motivé une étude pour améliorer cette caractéristique. L'électronique actuelle, à temps d'intégration fixe, étant principalement en cause, l'utilisation d'une électronique à échantillonnage a été envisagée. Une partie du détecteur a été équipée de cette électronique, en parallèle sur le système existant pour des tests comparatifs. Le choix technique s'est porté sur les dispositifs à transfert de charge (CCD) adaptés aux exigences du détecteur. Le volume d'information à traiter et les contraintes liées à l'application rapide de cette étude ont conduit à limiter l'échantillonnage à une fréquence de 50 MHz. Dans ces conditions, l’utilisation d'un algorithme simple permet d'améliorer la résolution double trace d’un facteur trois environ. Une technique particulière a dû être utilisée pour conserver une bonne résolution en localisation dans le plan transverse du détecteur. Cette méthode entraîne toutefois une certaine détérioration de la résolution longitudinale. En conséquence, l’équipement complet du détecteur semble nécessiter un échantillonnage 100 MHz. Cependant l'équipement actuel à 50 MHz constitue déjà une aide à la reconstruction des trajectoires.

The equation of state and the properties of dense nuclear matter are of considerable theoretical interest. The experimental study of such a problem can only be done in the laboratory with relativistic heavy ions collisions. Since inclusive measurements have proven to be rather insensitive to the equation of state, large solid angle detectors have been developed to measure most of the charged particles emitted in these collisions. Such a detector, Diogène, can only accept up to about 40 particles. This limitation comes from the double crack resolution of the detector. The interest for heavy colliding systems and the future improvement of the Saturn synchrotron showed the need for a change of the present electronics with a fixed integration time to a new sampling electronics. For comparative tests, such an electronics has been added to a small part of the detector, together with the existing system. Charge-coupled devices (CCD) which offer a large dynamic range have been selected for such a purpose. The sampling frequency has been limited to 50 MHz because of present data acquisition constraints. The use of a simple algorithm has led to an improvement of the double track resolution, by a factor of three. A specific technique has been used to keep a good localization in the transverse plane of the detector. It however has damaged somewhat the spatial resolution in the longitudinal direction. Therefore the whole detector equipment seems to require a 100 MHz sampling rate, although the present 50 MHz eco electronics can already be used to help trajectory reconstruction.