Particules et interactions fondamentales

Les processus de désintégration bêta nucléaires sont décrits phénoménologiquement, dans le cadre du Modèle Standard (MS), en termes d’interactions de type vecteur et axial (théorie V-A) couplant les courants hadroniques et leptoniques. Les contributions dues aux autres invariants de Lorentz, par exemple de type scalaire et tenseur, qui peuvent être formellement introduits dans l’Hamiltonien décrivant ces processus, sont exclus de la théorie. La mesure de la corrélation angulaire bêta-neutrino dans des désintégrations bêta nucléaires judicieusement choisies permet de sonder la présence de tels couplages exotiques. En effet, dans le cas d’une transition pure, de type Gamow-Teller (G-T) ou Fermi (F), la corrélation est sensible à la présence de courants spécifiques, de type axial et tenseur ou vecteur et scalaire respectivement. Toute déviation des paramètres de corrélation par rapport aux valeurs prédites par le MS serait la signature d’une physique au-delà de ce modèle. La mesure de la corrélation angulaire bêta-neutrino dans une transition miroir (mélange G-T et F) permet de déduire le rapport du mélange GT/F de la transition. Ce paramètre est essentiel dans un test de la conservation du courant vectoriel en milieu nucléaire (hypothèse CVC), réalisé à partir d’une étude exhaustive des transitions miroirs. Le dispositif LPCTrap, construit et utilisé par notre groupe, est unique parmi les dispositifs existants dans le monde pour ce type de mesures. Le paramètre de corrélation angulaire est déduit de la mesure du temps de vol entre les ions de recul et les particules bêta détectées en coïncidence. La faible énergie des ions requiert l’utilisation d’un système de confinement d’ions dépourvu de matière. Le système central du dispositif est un piège de Paul transparent ayant une géométrie ouverte pour l’injection et l’extraction des ions et pour la détection des particules issues des désintégrations. Une ligne de transport et de manipulation des ions (refroidissement et mise en paquets) a été construite par le LPC CAEN. Le dispositif a été installé en 2004 sur la ligne de basse énergie LIRAT de l’installation SPIRAL au GANIL, où il a été utilisé jusqu’en 2013. L’analyse finale des données acquises avec l’ 6He1+ (pure G-T) et les ions 35Ar1+ et 19Ne1+ (transitions miroirs), qui requiert des simulations réalistes très poussées des expériences, est toujours en cours.