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Ionisation simple et double par impact electronique
Dynamique des interactions moleculaires
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Dynamique de l'ionisation simple et double :
Expériences complètes (e,2e) et (e,3e)

Azzedine Bennani, Elena Magdalena Staicu Casagrande,
Adnan Naja (Thèse)

Introduction

Cette thématique se situe à l'interface entre la physique atomique fondamentale, la physique des collisions et la physique appliquée dans plusieurs domaines, tels que l'astrophysique ou la physique des plasmas. Les expériences se proposent de répondre à une des questions majeures de la Physique Moderne : décrire les interactions fondamentales, comme le problème de l'interaction coulombienne de N-corps , avec la corrélation entre l'état final et l'état initial dans un système en interaction. Les expériences complètes de simple ou double ionisation par impact électronique conduites dans ce groupe, dites respectivement (e,2e) ou (e,3e), constituent un outil privilégié pour aborder ce problème.

 
Objectifs


La détermination de la corrélation vectorielle (distributions angulaires multiplement différentielles) des fragments permet, suivant les conditions expérimentales choisies, d'accéder à plusieurs types d'informations propres à cette méthode, comme par exemple :
•  Contribuer à la compréhension du rôle dynamique de la corrélation électron - électron pendant l'ionisation.
•  Permettre d'isoler les différents mécanismes possibles de double ionisation : ionisation simultanée ou séquentielle des deux électrons, en fonction des conditions expérimentales.
•  Etude de la fonction de corrélation bi-électronique de la cible, jamais mesurée à ce jour, par le lien de proportionnalité entre section efficace et densité bi-électronique .

Chacun de ces buts est un réel challenge, que peu -sinon pas- d'autres expériences peuvent relever.

 
Méthodologie

Un appareillage original a été conçu et mis au point pour ces expériences, utilisant les techniques de multi-analyse et multi-détection, et basé sur trois analyseurs toroïdaux recueillant les électrons émis dans la quasi-totalité du plan de collision, tout en préservant l'information angulaire à l'arrivée sur les détecteurs sensibles en position. Ces analyseurs permettent une détermination complète des paramètres de l'état final : vitesses et angles de diffusion de chaque particule. Les trois électrons sont ensuite détectés en triple coïncidence , garantissant ainsi qu'ils sont issus du même événement ionisant
.


Dispositif Epérimental
Le grand avantage de ces analyseurs est le fait qu'à la détection on obtient exactement la distribution angulaire réelle des électrons éjectés (ou diffusé) par la cible dans le plan de collision

Résultats

 

Les graphes ci-dessus illustrent des résultats obtenus récemment grâce au nouvel analyseur toroïdal qui détecte l'électron diffusé. Ils montrent la distribution angulaire de l'électron éjecté de la cible, lorsque l'électron projectile a été diffusé sous un angle de 3° par rapport à la direction incidente. On voit un bon accord entre des modèles théoriques et l'expérience.
Des résultats de triple coïncidence lors de la double ionisation d'un atome d'Argon (énergie de chacun des électrons éjectés 205 eV ; du diffusé 500eV) ont également été obtenus, et sont en cours d'analyse. La figure ci-dessous représente le pic de coïncidence obtenu avec le nouveau dispositif, pour la première fois à ces énergies élevées
.

Collaborations

Cette étude implique des collaborations intenses avec d'autres groupes d'expérimentateurs et de théoriciens de France et d'ailleurs :
C. Dal Cappello et B. Joulakian, Université Paul Verlaine-Metz, France
L. Avaldi et P. Bolognesi, CNR, Rome, Italie
M. Nekkab et S. Houamer, Université de Sétif, Algérie ( Contrat CMEP-TASSILI
B. Lohmann, University of Adelaide, Australie
J. Berakdar, Max Planck Institüt, Halle, Allemagne
B. Piraux, Université de Louvain-la-neuve, Belgique
C.T. Whelan, Norfolk, USA 
Yu. V. Popov, Moscow State University , Russie 
K. Hussein, Université Libanaise à Tripoli, Liban
D. Madison,University of Rolla, Missouri, USA
K. Bartschat, Drake University, Des Moines, USA


 
 
 


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