Spectroscopie de précision des atomes pioniques et antiprotoniques - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Spectroscopie de précision des atomes pioniques et antiprotoniques

Résumé

The study of exotic atoms; in which an orbiting electron of a normal atom is replaced by a negatively charged particle (π-, μ-, p , K-, Σ-, ...) may provide information on the orbiting particle and the atomic nucleus, as well as on their interaction. In this work, we were interested in pionic atoms (π-14 N) on the one hand in order to determine the pion mass with high accuracy (4 ppm) and on the other hand in antiprotonic atoms ( pp) in order to study the strong nucleon-antinucleon interaction at threshold. In this respect, a high-resolution crystal spectrometer was coupled to a cyclotron trap which provides a high stop density for particles in gas targets at low pressure. Using curved crystals, an extended X-ray source could be imaged onto the detector. Charge-Coupled Devices were used as position sensitive detectors in order to mesure the Bragg angle of the transition to a high precision. The use of gas targets resolved the ambiguity owing to the number of K electrons for the value of the pion mass; and; for the first time; strong interaction shift and broadening of the 2p level in antiprotonic hydrogen were measured directly.
L'étude des atomes exotiques, où un électron de l'atome est remplacé par une autre particule de charge négative (π-, μ-, p , K-, Σ-, ...) peut fournir des informations sur la particule ou sur le noyau, ou encore sur l'interaction entre la particule et le noyau. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés, d'une part, aux atomes pioniques (π-14 N) dans le but de déterminer la masse du pion négatif avec une très bonne précision (4 ppm), et d'autre part, aux atomes antiprotoniques ( pp ) pour étudier l'interaction forte entre un nucléon et un antinucléon. A cet égard, un spectromètre de Bragg de haute résolution et une trappe cyclotron ont été utilisés. Avec sa capacité de fabriquer en grande quantité les atomes exotiques, la trappe cyclotron a fourni une source intense de rayons-X. Les cristaux courbes du spectromètre focalisant les rayons-X ont assuré un gain considérable en intensité. Grâce à leur résolution spatiale, les CCD utilisés comme détecteurs ont permis une détermination précise de l'angle de Bragg correspondant à la transition à mesurer. L'utilisation d'un milieu gazeux pour arrêter les pions a résolu l'ambiguité provenant de l'hypothèse sur le nombre d'électrons K recapturés de la cible. D'un autre côté, nous avons réalisé la première mesure directe du décalage et de l'élargissement hadroniques du niveau 2p dans l'hydrogène antiprotonique.
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Dates et versions

tel-00011776 , version 1 (07-03-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011776 , version 1

Citer

Pascal El-Khoury. Spectroscopie de précision des atomes pioniques et antiprotoniques. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011776⟩
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