Spectroscopie laser des éléments super lourds

La spectroscopie par ionisation résonante (RIS) explore la structure atomique via l’ionisation laser en plusieurs étapes d’atomes neutralisés.Réalisée dans un jet de gaz hypersonique, la précision de cette technique est améliorée grâce à la réduction de l’élargissement spectral due àl’effet Doppler et à la pression. Au plan focal du séparateur S3 du GANIL, la ligne basse énergie de S3 (S3-LEB) réalisera une RIS dans un jetde gaz afin d’accéder aux propriétés fondamentales des noyaux exotiques, tout en extrayant les ions du volume d’arrêt via un flux de gaz.Cette technique hautement sélective produira des faisceaux purs pour des mesures supplémentaires, parmi lesquelles des mesures de massepar un spectromètre de masse à temps de vol à réflexions multiples (MR-ToF-MS). Derrière le filtre de vitesse SHIP au GSI, RADRIS et JetRISpeuvent effectuer des RIS sur des noyaux super lourds comme le nobélium. RADRIS tire parti d’une grande efficacité et d’une grandecapacité de balayage spectral pour étudier la structure électronique des éléments plus lourds, tandis que JetRIS utilise le guidage des ions etla neutralisation par un filament pour injecter les produits de fusion dans un jet de gaz. Les photoions sont étudiés à l’aide d’un détecteuralpha pour une détection efficace avec un faible bruit de fond. Les améliorations futures de JetRIS prévoient un MR-ToF-MS, qui permet ladétection d’ions sélectionnés en fonction de leur masse, donnant accès à des nucléides à longue durée de vie ainsi qu’à des nucléidesémetteurs bêta.Dans cette thèse, les principes fondamentaux de la technique RIS sont présentés, ainsi que la physique nucléaire en jeu dans le domaine deséléments super lourds. Les résultats de la spectroscopie laser sur plusieurs isotopes de l’erbium sont discutés, car ils donnent un aperçu dela tendance des rayons de charge quadratiques moyens pour cet élément. Après une campagne hors ligne ayant conduit à des modificationstechniques de la configuration JetRIS, la structure nucléaire d’un isomère du nobélium est étudiée à l’aide de la spectroscopie laser à hauterésolution et à extraction rapide avec JetRIS. Enfin, les travaux de simulation sur l’empaqueteur d’ions pour S3-LEB et JetRIS sont présentés,ainsi que le système d’empaquetage conçu pour le dispositif JetRIS.