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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)
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| Introduction |
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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.
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| Objectifs |
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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.
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| Méthodologie |
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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.
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Dispositif
Epérimental
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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
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| Résultats |
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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.
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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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