Mesure du paramètre de corrélation β−ν dans la décroissance isobarique du noyau 35Ar

Originellement développé par le groupe Interactions Fondamentales du LPC-Caen, le dispositif de piégeage d'ions (LPCTrap) installé sur la ligne de basse énergie (LIRAT) de SPIRAL à GANIL est utilisé pour étudier précisément la corrélation angulaire entre la direction d'émission de l'électron et celle du neutrino dans la désintégration bêta de noyaux radioactifs. Une première étude de cette corrélation dans la décroissance de l'⁶He a été finalisée avec succès et un premier test très encourageant avec le noyau ³⁵Ar a aussi été réalisé en juin 2011. L'expérience finale avec ce noyau devrait être programmée courant 2012. La mesure précise du coefficient de corrélation dans la décroissance de l'³⁵Ar permettra de mieux contraindre les interactions de type scalaire qui sont rejetées par le Modèle Standard (théorie V-A). D'autre part, cette décroissance est une transition miroir, et la valeur précise du paramètre de corrélation, associée aux valeurs précises de la période radioactive du noyau et du rapport d'embranchement de la transition, permettra de déterminer judicieusement la composante de Fermi de l'interaction et, par ce fait, de déterminer l'élément V_ud de la matrice CKM de mélange des quarks. De nouvelles mesures effectuées dans différentes transitions miroirs permettront d'alimenter la base de données liées à ces transitions, qui est en train de se créer et qui apparaît comme une véritable source alternative aux transitions superpermises 0⁺ à 0⁺ pour la détermination de V_ud. Le succès de cette nouvelle expérience avec l'³⁵Ar ouvrirait ainsi la voie d'un programme de recherche complet et ambitieux autour de SPIRAL et ultérieurement de SPIRAL2, activement supporté par l’équipe du LPC Caen et le groupe de physique du GANIL.

L'objectif de la thèse consistera à analyser, simuler et interpréter les données issues de l'expérience de 2012 et à participer aux expériences annexes nécessaires au contrôle des effets systématiques. Le candidat sera en outre encouragé à participer aux mesures de temps de vie et de corrélations angulaires visant à tester le Modèle Standard auprès de SPIRAL. Il sera enfin mis à contribution dans l’évolution du système de détection vers un système plus efficace en vue des futures expériences.

Le travail expérimental  (tests et temps de faisceaux d’ions radioactifs) aura essentiellement lieu au GANIL. Les travaux d’analyse et d’étude du nouveau système de détection seront réalisés au Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen.

Compétences souhaitées :  Le travail de thèse sera partagé entre la simulation et l'analyse des données, et la participation aux différents tests et expériences décrits ci-dessus. Le(la) candidat(e) devra donc être intéressé(e) par ces aspects de la recherche expérimentale en physique nucléaire.