ISOLDE s'équipe d'un nouveau laser

Branle-bas général dans les locaux d’ISOLDE - le séparateur en ligne pour faisceaux d’ions radioactifs du CERN. Le laboratoire se prépare à accueillir un second système de sources laser d’ions, qui viendra compléter son arsenal. En alternant deux systèmes de lasers, l’équipe d’ISOLDE sera en mesure de substituer un type de faisceau à un autre en un temps record.

 

Bruce Marsh, du département EN-STI, à côté d'un des lasers du système actuellement en opération dans le hall d'ISOLDE.

La première source laser conçue pour produire des faisceaux d’ions radioactifs (voir encadré) fut installée dans le hall d’ISOLDE dans les années 90. Particulièrement innovante pour l’époque, cette méthode d’ionisation a depuis été adoptée par plusieurs laboratoires à travers le monde. « Ce système de lasers nous permet de contrôler précisément la longueur d’onde d’ionisation, et ainsi de sélectionner des atomes spécifiques pour produire des faisceaux d’ions radioactifs très purs, indique Valentin Fedosseev, du département EN. Ils sont ensuite exploités pour diverses expériences, aussi bien en astrophysique nucléaire qu’en biologie par exemple. Avec deux systèmes de lasers, nous pourrons produire d’avantage de faisceaux différents en un temps donné, et ainsi réaliser un plus grand nombre d’expériences. »

Le nouveau système de lasers lors de récents tests.

Construits par le CERN en collaboration avec l’Université de Mayence, les nouveaux lasers viendront compléter l’équipement ISOLDE avant l’été, et seront utilisés en association avec les lasers actuels. « Avec ce nouvel équipement, nous pourrons produire des faisceaux inédits, explique Valentin Fedosseev. En outre, nous pourrons passer d’un isotope à un autre beaucoup plus rapidement. En effet, pendant qu’un système de lasers sera en fonctionnement sur un type de noyaux, notre équipe pourra procéder au paramétrage du second pour une autre expérience. Nous espérons ainsi pouvoir changer de faisceau en une demi-journée, contre trois jours actuellement. »

Dans sa configuration actuelle, ISOLDE peut produire 700 faisceaux différents obtenus à partir d’isotopes de 70 éléments chimiques. Les domaines d’application sont déjà très variés : physique de la structure nucléaire, astrophysique nucléaire, physique atomique, physique de l’état solide, biologie, etc. et se diversifieront sans doute encore.

Le laser, outil de sélection

ISOLDE génère des noyaux radioactifs en bombardant un élément chimique cible avec les protons issus du PS-Booster – lesquels ont une énergie comprise entre 1 et 1,4 GeV. Lorsque la température de la cible est suffisamment élevée, les isotopes créés se dispersent avant de se désintégrer.

Or, pour produire un faisceau pur, il faut pouvoir « capturer » les isotopes que l’on souhaite. Et c’est là que les sources laser d’ions entrent en jeu. En effet, avant d’être concentrés en faisceaux, les noyaux sélectionnés sont extraits sous forme d’ions après que le laser les a ionisés puis séparés des autres isotopes sous l’influence d’un champ magnétique.

 

par Anaïs Schaeffer