The open LPC Paul trap for precision measurements in beta decay

Autor: Dominique Durand, Y. Merrer, M. Herbane, J. C. Thomas, Daniel Rodríguez, X. Fabian, Predrag Ujić, G. Quéméner, F. Mauger, G. Ban, M. Benali, A. Méry, B. M. Retailleau, Oscar Naviliat-Cuncic, E. Liénard, Xavier Flechard, P. Delahaye
Přispěvatelé: Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eur.Phys.J.A
Eur.Phys.J.A, 2019, 55 (6), pp.101. ⟨10.1140/epja/i2019-12777-3⟩
European Physical Journal A
European Physical Journal A, EDP Sciences, 2019, 55 (6), pp.101. ⟨10.1140/epja/i2019-12777-3⟩
The European Physical Journal A
The European Physical Journal A, Springer, 2019, 55 (6), pp.101. ⟨10.1140/epja/i2019-12777-3⟩
ISSN: 1434-6001
1434-601X
Popis: The LPCTrap experiment uses an open Paul trap which was built to enable precision measurements in the beta decay of radioactive ions. The initial goal was the precise measurement of the beta-neutrino angular correlation coefficient in the decay of 6He. Its geometry results from a careful optimization of the harmonic potential created by cylindrical electrodes. It supersedes previously considered geometries that presented a smaller detection solid angle to the beta particle and the recoiling ion. We describe here the methods which were used for the potential optimization, and we present the measured performances in terms of trapping time, cloud size and temperature, and space charge related limits. The properties of the ion cloud at equilibrium are well reproduced by a simple numerical simulation using hard sphere collisions, which additionally gives insights on the trapping loss mechanism. The interpretation for the observed trapping liftetimes is further corroborated by a model recently developed for ion clouds in Paul traps. The open trap shall serve other projects. It is currently used for commissioning purpose in the TRAPSENSOR experiment and is also considered in tests of the Standard Model involving the beta decay of polarized $^{23}$Mg and $^{39}$Ca ion in the frame of the MORA experiment. The latter tests require in-trap polarization of the ions and further optimization of the trapping and detection setup. Based on the results of the simulations and of their interpretations given by the model, different improvements of the trapping setup are discussed.
19 pages, 16 figures
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: