c avec les noyaux lourds de l'émulsion ionographique (I). Résultats expérimentaux

Nuclear Physics 87 (1967) 836---853; ~ ) North-HollandPublishing Co., Amsterdam Not to be reproduced by photoprint or microfilm without written permission from the publisher

I O N S L O U R D S CRI~I~S LOLLS D E S I N T E R A C T I O N S D E P R O T O N S D E 25 GeV/c A V E C L E S N O Y A U X L O U R D S DE L'I~MULSION IONOGRAPHIQUE

(I). R~mltats ex~rimentaux R. STEIN Ddpartement de Physique Corpuseulaire, Centre de Recherches Nucldaires, Strasbourg-Cronenbourg

Abstract: Photographic emulsions were exposed to 25 GeV protons and we have studied several hundred heavy ion tracks which were emitted from highly excited nuclei. The analytical method used was a semi-automatic ionographic photometer. Energy spectra and angular distribution of Li, Be, B, C, N and O fragments have been determined. Transversal and longitudinal momentum distributions have been determined and the polar diagrams are given. It can be shown that the anisotropy of the angular distributions and the mean energy of the emitted fragments increase with the atomic number.

1. M6thode

Nous avons ddj/tdans une pr6cddcntc publication I) prdsent6 quelques rdsultats prdliminaircs concernant l'dmission dc fragments lourds dans Ics interactionsinduitcs par des protons dc 25 GcV/c, ccs ions lourds ont dt6 discriminds par unc mdthodc photomdtriquc originalc2-4), mdthodc pcrmcttant unc 6tudc rclativcmcnt aisde m S m c dcs fragments pcu 6ncrgiqucs (parcours projct6 minimum dans rdmulsion utilisablcpour discrimincr par cettc m6thodc: environ 25/~m. Cettc mdthodc permct 6galcmcnt l'6tudc des fragments pr6scntant unc forte inclinaison dans rdmulsion (jusqu'/t60 ° avant contraction). Nous disposons dgalcmcnt d'un lot de traces dc SLi ct sSB, 6vdncmcnts ne ndcessitant pas de mcsures photomdtriqucs: ce dcrnier a scrvi/t l'6talonnagc dc l'apparcillagc photomdtriquc. 2. R6sultats 2.1. CORRECTIONS APPORTI~ES AUX DISTRIBUTIONS P o u r 6vatuer l'dnergie, d a n s le syst6me d u l a b o r a t o i r e , d ' u n e particule, il suflit de c o n n a l t r e son p a r c o u r s dans l ' d m u l s i o n dans certaines c o n d i t i o n s standardis6es. ( N o u s avons utilis6 les relations parcours-6nergie donn6es p a r H e c k m a n n et Barkas 5).)

Lcs distributions ont dt6 corrigdcs dcs pcrtes ~) et on a cxtrapol6 Ics courbcs dc fa~on/t pcrmettrc une comparaison plus aisde/t la thdoric.(Cette extrapolation cst Idgitime du fait qu'ellc n'affccte qu'un tr~s faiblc pourcentage des dl6ments 4).) Nous rcprdscntons dans le cas dc 6'vTi V'~Be, I°B, io,I~C ' 12,17.N les diff6rents 3 a.# 836

IONS LOURDS

837

DISTRIBUTIONS EN ENERGIE DES FRAGMENTS rri~,,....n ~ .... f'"3

8 : 3LI el: ?3LI•

,o]

~Li et *3Li

t fr6quenc* en %

3O

1S

(b) i " - I

- - c u de ~Li

10

2O

10

' 2'o'

• z~

tb ' 6b ' e'o ' l ~ i v

" ~

" go " eo " l o o M , V

Energie cini~tique en MeV friquence I n %

frlquence en %

~Be el: ~Be

tO

7tBe et 9rE•

20

(d)

(C)

311

15

de ~Be

_ _ c u de ~ Be

..... cm de ~Be

..... c ~ de ~Be

~cu

20

"'"~

,J 10

L...~.°.., L*-.-q ....... ~ ---:"~ o

"2o

" io

" eo

' eb'~o"

~o'Nev

o

H,V

Energb cin6tique en HeV

Fig. I. Distribution exp6rimentale dans le syst6me du laboratoire des 6nergies des fragments.

838

R. STEIN DISTRIBUTIONS EN ENERGIE DES FRAGMENTS

fr6quence e h %

,o!

30 ¸

(a) 20,

I

t _ _ ,

[ . . . . . . . . 20 40 60 rio

1 100

. . . . . . . . . . . 120 %0 160 1SO 200

12~

•

E enHeV 0

20

60

BO

100

120

1/,0

• ~ .~ E e n M ~ 160 150

14

12Ls 7N etTN

.10~

6U et; 6u

,frlk;uence en %

/,0

Lf r ~ q u e n c e 4m %

30

(d)

(c) 20 ¸

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.

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.....

,'~c

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• 2'o " ~b ' 6b ' so

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~

100

120

,

cas

de172N

i

lo

CC'~. 1~0

.

160

.

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.

wo

.

"~.~I,~V

.

200

0

i

• ~ ' I/o' ~ " t o ' ' ~ ' m

i

1~ ~

~o

"- E en M W

Fig. 2. Voyez ldgende fig. 1.

diagrammes, en admettant successivement deux masses pour le calcul de l'dnergie de chaque isotope, mais il est bien entendu quail s'agit dans les deux cas de la distribution correspondant aux mSmes 6vdnements expdrimentaux, (figs. 1 et 2). 2.2. DISTRIBUTIONS EN l~NERGIE DES DIFFl~RENTS FRAGMENTS 2.2.1. l~tude des distributions. Les figs. 1 et 2 reprdsentent les distributions en 6nergie dans ]e syst6me du laboratoi.re. Ces distributions ont dtd extrapoldes et corrigdes dans le cas de 6'TaLi ( l a ) ~Li (lb), 7"~Be (ld), ~Be (lc), saB (2a), lo, 12 C (2c),

IoNs LOURDS

839

12, I~N (2d). Dans le cas de ]Li (lb), SsB (2a) la seule correction effectu~e a 6t~ celle des pertes de traces quittant l'6mulsion. On constate que les spectres des isotopes de masse 8 sont moins ~tal6s vers les hautes 6nergies que les spectres correspondant aux isotopes stables. I1 semble que l'6mission de 6']Li et 7 '49 B e de haute ~nergie soit favoris6e par rapport h l'6mission de SLi et ~Be. 2.2.2. l~tude des valeurs moyennes. Le tableau r6capitulatif (tableau 1 pr6sente les valeurs moyennes E et les ~cazts types correspondants dans le syst~me du laboratoire. On constate que l'6nergie moyenne n'est pas une ,,bonne fonction" de la masse de la particule 6mise mais que, par contre, elle varie pratiquement lin6airement avec le num6ro atomique de l'616ment 6mis. Nous avons repr6sent6 ces variations sur la fig. 12. Cette d6pendance de l'6nergie moyenne E, relativement au nombre atomique Z de l'~16ment 6mis fait penser ~t un r61e non n~gligeable jou6 par les forces coulombiennes dans le ph6nom~ne d'6mission des fragments. 2.2.3. Barridre de potentiel. L'~nergie minimale aff6rente aux distributions des diff6rentes charges, 6nergie correspondant dans le centre de masse ~tla limite impos6e par le franchissement de la barri~re de potentiel, passe d'une valeur quasiment nulle pour le lithium, ~ une trentaine de MeV dans le cas de razote. Ces r6sultats n'ont qu'une valeur indicative du fait que l'extrapolation pour les faibles 6nergies entache ces r6sultats d'une forte incertitude t. L'6nergie moyenne est une fonction croissante de la charge du fragment (fig. 11) on peut penser que cela est dQ au fait que lorsque la charge Z du fragment 6mis augmente, la barri~re de potentiel ne permet plus qu'~t des fragments de plus en plus 6nergiques de quitter le noyau, d'ofi ce d6placement de la valeur moyenne vers les hautes ~nergies lorsque la charge Z croit. Si on calcule l'6nergie moyenne par nucEon, on est surpris de constater qu'on trouve un nombre pratiquement constant pour l'6nergie moyenne E/A par nucl6on et ceci pour tousles fragments. On a: 4.6 < E/A < 6.2 MeV/nucl6on exception faite pour SLi o/t F~/A = 2.9 MeV et SBe o~ E/A = 4 MeV. Notons que cette constance de l'6nergie moyenne par nucleon s'explique par l'existence d'une barri6re de potentiel croissant avec la charge, done avec le hombre de nucl6ons des fragments ~mis: Les deux grandeurs A et E variant dans le m~me sens, leur rapport semble constant. On retiendra ~galement le fait du moindre 6talement des spectres de ]Li et 4SBe,ce qui pourrait faire penser h des conditions d'~mission 16g~rement diff6rentes pour les fragments instables. t On pourrait penser que cette augmentation de la barri~re provient de la eoupure experimentale que r o n effectue h 25/~m, mais en fair, o n a trouv6 p o u r le bore par exemple, q u ' u n pareours de 25/~m correspond ~t une 6nergie de 22 MeV, alors que le m a x i m u m (c'est-,~t-dire la valeur la plus probable) de la distribution se trouve ~tre 47 MeV, done bien au dela de 22 MeV et on se trouve bien, p o u r l'extrapolation sur la partie deseendante de la distribution, done l'erreur due ~t cette extrapolation est minime.

840

R. STEIN

2.3. D I S T R I B U T I O N S A N G U L A I R E S

DES FRAGMENTS

2.3.1. l~tude des distributions enfonction de la charge. Sur les figs. 3 et 4, nous avons repr6sent~ les distributions angulaires des fragments dans le syst~me du laboratoire, corrig~es des pertes (cf. r6f. 4)).

DISTRIBUTIONS ANGULAIRES DES F R A G M E N T S 8

Li

°

3Li

frSquence en %

frllquence en %

l

20 --i

/

10~

-I

_ _ courbe corrigqle .... courbe expSrimentate

0

0,33

t

r1 - -

10-

F/B= 1.2 +-0,05

F/B - 1.2 + o.1 -0.66 -0.33

]

0.66

0,66

:Be

Be frSqucnce en %

,frlquence e n % r .......

20

20

/

• .......

i

'I

: ........I.......

10

i'"'"~

~_._J"

[

J

,J

10.

- - distribution corrigie ..... distribution exp6rlr~n. t=te

%. 1.8-*o.1 -1

F/B- ~2 + O,2

-I

-o.~ .o~

b

oj3 S

Fig. 3. Distributions angulaires exp~rimentales dans le syst~me du laboratoire, p o u r les diff~rents fragments.

A l'examen, ces distributions montrent une tendance h &re de plus en plus point6es vers l'avant avec l'augmentation du num6ro atomique de l'61~,ment 6mis, (exception faite pour les fragments d'azote, mais cet effet peut ~tre dO au faible hombre d'6v6nements dont nous disposons pour cet ion.)

IONS LOURD$

841

2.3.2. l~tude des rapports avant/arridre FIB. L'6tude du rapport (avant/arri6re> moyen, e'est-/t-dire 6tendu/t toute la distribution e t / t toutes les 6nergies, confirme, du moins jusqu'/t Z = 6, cette tendance h l'anisotropie dans le syst6me du laboratoire, cf. tableau 1. DISTRIBUTIONS

ANGULAIRES

DES

FRAGMENTS

B

:B

friquence e n %

!fr~quence en %

I

20 q J

10.

Fm.l.e-+ 0,2 -1

-C~6 -0~3

b

F~e • 2±o.s

a33 0,~

1: ° ' "

-1

-oks-o~

0

~3

:os •

o,i~

C

N

bfrkquence * n %

fr/~luence en %

20 ¸

20

lff

F/B - 1,8+ 0,/. -1

-~6s-0.~3

0

FIB - 1+0,5

0,:13 0,66

=ose

-1

-0,~-033

0

~33 oJ;6

COS•

Fig. 4. Voyez l~gende fig. 3.

On observe pour razote un r6sultat ne concordant pas avec ce que l'on aurait pu attendre; en effet, le rapport avant/arri6re retombe/t l'tmit6 pour Z = 7. Pour 160 le rapport est 6gal/L 3, mais comme on ne dispose que de 15 6v6nements, cette valeur n'a gu6re qu'un sens indicatif. Pour effectuer le calcul, on a utilis6 les dis-

842

R. STEIN

DISTRIBUTIONS DES MOMENTS TRANSVERSES DES FRAOMENTS t r ~

en %

6

bfrmnet

•

3Li at ~3Li

20

2o

:u

%

f

15

15

en

:...o

--

10

C|S

de

8 • aLl

..... ca$ de ~Li

. . . . . . . . . . . . .

12 france

en %

"//,Be

2

l~sin e

at ~Be

fr6quence

20 ¸

20

lS

15

......

10

--

cas de ~Be

"" ":'""i "

i

"

i

"

6

"

e

"

10

" I;2

"

lg

6

S

10

.n %

- MevJc l~sme xlOZ

8/Be

10

- MtV/¢

Psine

4

xlO"

,

i , ,

,.

~.~o~ .",9'°

Fig. 5. D i s t r i b u t i o n s des m o m e n t s t r a n s v e r s e s e x p 6 r i m e n t a u x des f r a g m e n t s (relatifs h la direction d u ,proton incident).

IONS

LOURDS

843

tributions angulaires, corrig6es des pertes (4), cette anisotropie peut avoir pour origine soit une anisotropie d6j~t existante dans le syst~me du centre de masse, soit une anisotropic darts le syst~me du laboratoire, due ~t un entralnement du noyau 6metteur par exemple, ou m~me, ~tre la cons6quence d'une anisotropie dans le centre de masse ~t ]aquelle s'ajoute l'entralnement du noyau. DISTRIBUTIONS

DES

MOMENTS

%

f~que ....

TRANSVERSES

$5B

1

DES

f r(,qu . . . .

FRAGMENTS

%

I~B

20.

15"

"

5

"

10

. . . . 15.

20 x ~%'1~10" 0 Psin •

12~

frGquence en % 30'

.10~

•

" " S "

io

" ' " is ~

fr6quence en %

el.; eT et.;

20

P sin •

';N et' N

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I

I --- ca* d*'~c

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--

C;IS dl1~N

..... CU de 'TZN 30

20

lo

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L,_.__l S

10

15

Psin •

°'

-

'

I s

,o

Psin •

Fig. 6. Voyez 16gende fig. 5. 2.4. DISTRIBUTION DES MOMENTS TRANSVERSES DES FRAGMENTS

Les figs. 5 et 6 repr6sentent les distributions des moments transverses P sin 0 des diff6rents fragments (0 angle entre le fragment et le prolongement de la trajectoire du

844

R. sTErN

proton incident). Comme pour les 6nergies et les moments, nous avons represent6 l'isotope le plus 16ger d6tectable dans l'6mulsion (dur6e de vie sup6rieure h 10-12) et l'isotope stable naturel. Ces distributions sont relativement sym6triques par rapport ~t la valeur la plus probable. Le fait que le moment transverse soit un invariant dans la transformation c.m. ~ lab nous donne ainsi un r6sultat ind6pendant de la vitesse d'entralnement. Ce sont ces distributions et les distributions en 6nergie que nous comparerons ult6rieurement aux r6sultats th6oriques. 2.5. I~TUDE DES MOMENTS LONGITUDINAUX 2.5.1. 12tude des distributions. Si l'on admet dans le centre de masse que l'6mission est isotrope et est regie par la loi des vitesses de Maxwell, la distribution doit 8tre sym6trique par rapport h l'origine (il doit y avoir autant de fragments de m~me moment et d'angles azimuthal 0 ou 7z- 0). On constate au trac6 des distributions qu'en fait cet axe de sym&rie, bien que tr~s 16g~rement d6cal6 par rapport ~t l'origine n'existe que pour Z = 3, c'est-h-dire de 6, 7Li et aaLi. Cela peut faire penser que la vitesse des noyaux 6mettant ces fragments est faible (ceci est, semble-t-il, 6galement le cas de 84Be). Par contre, lorsque Z augmente, c'est-dire qu'on passe ~t des fragments plus lourds, on voit cette distribution se d6former et pr6senter un plus grand nombre d'6v6nements ayant une valeur de P cos 0 > 0, la distribution ne pr6sentant plus d'axe de sym6trie. Cela pourrait &re une consequence de ranisotropie angulaire observ~e, ou la consequence d'une corr61ation entre le moment et rangle d'6mission. 2.5.2. Considgration sur la vitesse du noyau. On montre d'une fa~on simple (4) que V, E et 0 sont respectivement la vitesse, l'6nergie et l'angle azimuthal de la particule 6mise, V, /~ et ~ les quantit6s analogues dans le centre de masse, que la valeur moyenne de P cos 0 = m,~, A 6tant la vitesse des noyaux 6mettant les particules de moment P e t de masse m. Nous avons, pour calculer les distributions en moments longitudinaux apport6 des corrections analogues h celles cit6es pr6c6demment (th~se Stein 4)) puis calcul6 les valeurs moyennes correspondant aux distributions. Ainsi que la valeur moyenne de A ; les r6sultats figurent dans la colonne 9 du tableau r6capitulatif 1 (A est mesur6 en U.M.A.). On constate que pour Z = 3, on trouve en moyenne une valeur de l'ordre de A --- 0.007, qui n'est pas en accord avec les r~sultats obtenus par Skjeggestad 6) ou par Breivik 7) qui trouvent environ le double, l'un par les calculs ~t partir de la th6orie de l'6vaporation, l'autre ~t l'aide de diagrammes polaires. Pour Z = 4, nous avons trouv6 A --- 0.002_+0.003, ce qui est en meilleur accord avec les pr6c6dents auteurs (saul pour ]Be, off nous trouvons A ~ 0.008_+0.002, pour Z = 5, d ~ 0.027_+0.003 et une valeur analogue pour Z = 6). En fait, eomme on le voit darts la colonne no. 7 du tableau 1 qui repr6sente P cos 0,

3

3

3

4

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

6Li

37Li

aLi

47Be

4aBe

9Be

8B

I°B

16°C

12C

12N

174N

1~O

160

Z

16

14

14

12

12

10

10

8

9

8

7

8

7

6

M

,,~90

,,~ 87

734-4

734-4

574-2

534-2

544-1

484-4

47tl

334-I

434-I

234-0.5

324-1

304-1

1604

1474

13854-32

12754-31

11044-20

9784-18

9744-14

8244-27

8634- 9

6754- 9

7194- 8

5264- 6

6264- 9

537:k 9

1358

1154

10924-56

10254-54

8994-28

7954-23

8074-15

6354-35

6714-12

5144-10

5714-10

4344- 6

4924- 8

4404- 8

P sin 0

2804-47

218=[=41

2434-27

2034-75

178+20

504-17

1664-18

604-10

424-14

294-14

P cos 0

Tableau des r6sultats moyens obtenus

TABLEAU 1

654-5

60.±5

454-5

45=[=5

47±3

~40

434-3

23+2

374-3

184-2

234-3

204-3

Ep

0.025

0.023

0.026

0.027

0.021

0.008

0.025

0.008

0.006

0.005

P COSM0

0.034

0.040

0.038

0.027

0.0067

0.035

0.0087

0.009

fl

,t,3

".--,3

1.04-0.5

1.04-0.5

1.94-0.4

1.94-0.4

1.94-0.2

2.04-0.7

2.04-0.3

1.24-0.2

2 4-0.3

1.24-0.1

1.24-0.2

1.24-0.2

(F}

z

846

R. STEIN

]es 6carts standards sur les valeurs moyennes des moments longitudinaux sont 61ev6s et les 6carts possibles sur les valeurs de d s'en ressentent fortement. Ce qu'il faut retenir, c'est la nette ctiff6rence qui a lieu en ce qui concerne la vitesse du noyau 6metteur pour une charge Z = 3, c'est-~t-dire 6, ~Li et ~Li, de m~me que ~Be si l'on admet le m6canisme isotrope propos& REPRESENTATIONS

POLAIRES DES MOMENTS DES FRAGMENTS

'~Li

...~0.. ,

.~,- ---

-

] -

°

,~

/ .,.'.~ ', --~ " - .l" ~ . ~ i ~.:~. .... '-'---. . , , . - ,*.~,-" ~..'. .'P~-':'i-:~X.,_~..-,.. , , , ~. . . . ~," ~. ~....'..~ r .'.' ". . . ~ / . "

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500

•

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600

+.

~, t ,

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700 lilO0 ~ 1000 Morrents en M e ~

Fig. 7. Diagrammes polaires exprimant les m o m e n t s en fonction de l'angle d'~mission dans le laboratoire, a) cas de ~Li, b) cas de ~Li.

On est tent6, ~ la lumi~re de ces r6sultats, de penser que deux m6canismes sensiblement diff6rents r6gissent, l'un l'6mission des charges inf6rieures ~ 4, l'autre celle des charges sup6rieures ou 6gales ~ 4, ou du moins qu'un deuxi6me m6canisme vient se surajouter dans le cas d'6mission de charges sup6rieures g 3.

847

IONS L O U R D S

Note: Si nous admettons la formule des Cosmiciens pour l'6nergie laiss6e au noyau: 124 N h + 3 0 M e V = E~ a), on voit que dans notre cas -Nh ~ 18, ce qui conduit ~t ET ~ 2000 MeV. REPRESENTATIONS POLAIRES DES MOMENTS DES FRAGMENTS

,/.~.

0

f

~Be . o.g0.

100

200

300

400

O0 800 900 1800 Moment • i n M *V~

B

Momtnttt In MtV~

Fig. 8. Diagrammes polaires, exprimant les moments en fonction de l'angle d'~mission duns le laboratoire, a) cas de ~Be, b) cas de ~aB¢.

Cette 6nergie correspond/t un transfert de moment de la part du proton incident d'environ 2000 MeV]e au noyau cible, done A une vitesse du noyau cible de masse 100 6gale A A ~ 0.02, ce qui est de l'ordre de grandeur des valeurs que nous trauvons exp6rimentalement.

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R. S T E I N

2.6. DIAGRAMMES POLAIRES La repr6sentation du moment en fonction de l'angle d'6mission des fragments r6sume assez bien ce que nous venons de dire dans ce dernier paragraphe. Sur les figs. 7-10 nous avons repr6sent6 les moments P e t l'angle 0 correspondant, ~t l'aide REPRESENTATIONS POLAIRES DES HOHENTS DES FRAGHENTS

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Fig. 9. Diatrammes polaires exprimant les moments en fonction de l'antle d'~mission clans le laboratoire, a) cas de IB, b) cas de ~IB.

d'un diagramme polaire. Comme on repr6sente individuellement chaque 6v6nement, il est ditticile d'apporter des corrections ~ ce genre de diagramme et nous avons donc port6, darts le eas des diagrammes polaires, les r6sultats bruts sans leur apporter aucune correction quant aux pertes.

IONS LOURDS

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Les cercles d6coupent des zones d'6gale probabilit6 d'6mission des fragments de moment P et si l'6mission est isotrope, ~t Lchaque 616ment d'angle solide dolt correspondre le m~me nombre de particules 6raises, c'est-h-dire qu'~t chaquesecteur cir:'REPRESENTATIONS POLAIRES DES HOHENTS DES FRAOHENTS

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Fig. 10. Diagrammes polaires exprimant les moments en fonction de l'angle d'6mission dans le laboratoir¢, a) cas de 1~C, b) cas de I~N. culaire sym6trique par rapport ~ la perpendicutaire en 0 / i l'axe des moments doit correspondre un m~me hombre d'6v6nements. L'existence d'une quasi isotropie dans le syst~me du laboratoire indique que des pertes de comptage 6gales eorrespondant chaque zone circulaire ~16mentaire, limit6e par deux secteurs sym6triques. En plus,

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R. STEIN

le spectre des moments, c'est-/t-dire la r6partition des points doit ~tre identique dans chaque secteur circulaire. On voit que cela est bien r6alis6 pour Z = 3, soit 6, 37Li et aaLi de m~me que pour 4SBe. Si on admet a priori l'isotropie dans le syst~me du centre de masse, on peut rechercher/l l'aide de ce diagramme le r6f6rentiel correspondant/t l'isotropie r6elle, c'est-hdire/t des segments circulaires de part et d'autre de la nouveUe origine, contenant le m~me nombre de points. Cela est assez bien r6alis6 si on partage par une perpendiculaire/t l'axe des moments (correspondant/t ~ .... = 90 °) les 6v6nements en deux lots 6gaux; le point sur l'axe des moments nous donne apr~s division par la masse m de la particule 6tudi6e la vitesse moyenne des noyaux 6metteurs. Nous avons port6 cette vitesse fl sur le tableau 1 r6capitulatif dans la 10~me colonne. On peut de ce fait comparer ces r6sultats/t ceux obtenus pr6c6demment/t l'aide du calcul des valeurs exp6rimentales moyennes correspondant/~ P cos 0. On constate que malgr6 des diagrammes sans corrections on obtient des r6sultats statistiquement en assez bon accord avec les pr6c6dents portant sur A. DanslecasdeZ= 3 ( 6' 3L1, 7 • ~Li), Z = 4 (~Be) la contribution d'un 6ventuel processus d'6jection directe (knock-on) est n6gligeable car le spectre des moments est similaire dans chaque secteur; cela ne semble plus ~tre enti6rement le cas pour 9Be, l°Bs, 12C oh les grands moments sont nettement dirig6s vers l'avant; l'azote semble 6tre ici 6galement une exception comme dans le cas des distributions angulaires (cela peut d'ailleurs ~tre dfi au fait que la statistique ne comporte qu'une quarantaine d'6v6nements). On peut donc conclure que les distributions de ~Li et 6'7Li sont/L peut pr6s certainement isotropes dans le syst6me du centre de masse, alors que l'anisotropie semble augmenter dans le syst~me du laboratoire (et peut-&re aussi dans le syst~me du centre de masse) avec la charge du fragment; ce qui confirme les r6sultats obtenus par l'6tude des rapports avant/arri~re. 2.7. FRl~QUENCES DES DIFFI~RENTES CHARGES l~MISES I1 est assez difficile avec des r6sultats provenant d'un d6pouillement en volume des plaques ionographiques de donner une section eiticace d'6mission; en effet, nous avons dans une premiere partie de notre d6pouillement, d6pouill6 normalement, c'est-~-dire en 6vitant les pertes de comptage, mais afin d'augmenter les statistiques relatives aux charges 6, 7, 8, il nous a fallu op6rer un d6pouiUement acc616r6 o/1 le taux des pertes de comptage des 6toiles pouvait varier de 0 ~ ~ 25 ~o suivant l'op6ratrice. En faR, nous avons v&ifi6 que la perte de comptage en traces marteaux est minime par rapport ~ la perte lors d'un d6pouillement ~t cadence normale. Les 6toiles perdues sont des 6toiles ~ faible nombre de branches ou ~ faible transfert d'6nergie. Compte tenu du taux des pertes de comptage des traces marteaux, nous avons calcul6 dans chaque cas, en tenant compte de toutes les corrections des distributions cit6es pr6c6demment, le rapport d'6mission de chaque type d'ion relativement ~t ~Li.

ENERGIE HOYENNE EN FONCTION DE LA CHARGE kaergia cimitique moyonhe e

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Fig. 11. Energie moyenne des fragments 6mis en fonction de leur charge. FREQUENCE D'EMISSION EN FONCTION DE LA CHARGE fr~quence dae~r,,gments pour 104 interactions

la' ~ isotopes discrirninis asse8

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1

Z charge ~mise Fig. ]2. Frc~qucnce d'(~mission des fragments p o u r 104 interactions ¢n fonction d© lcm" charge

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R. STEIN

On a 6galement mesur6 avec pr6cision, le taux de aaLi relativement au nombre d'6toiles pr6sentant un proton incident; ce qui nous permet de donner ~t titre indicatif la fr6quence relative d'6mission des diff6rentes charges (fig. 12). En ce qui concerne le taux d'6mission de ~Li, nous trouvons des r6sultats en accord avec les autres auteurs 9) soit 0.013 par 6toile. Note relative aux spectres de ~Li, 8Be, 8B. En ce qui concerne les spectres de 8Li et 8B, nous avons constat6 une moindre dispersion des r6sultats relativement aux spectres des isotopes stables correspondants. Cet aspect des distributions peut dtre dfi au fait que dans le calcul des 6nefgies nous sommes oblig6s d'admettre une seule masse pour l'isotope 6mis, alors qu'en r6alit6 toute une s6rie d'isotopes que nous ne pouvons discriminer sont 6mis (ex, 6Be 7Be 9Be ~°Be); c'est en effet, dans ce cas que la comparaison des spectres est la moins heureuse. Cette possibilit6 d'6mission de plusieurs isotopes expliquerait 6galement la probabilit6 d'6mission inf6rieure trouv6e pour A = 8 (fig. 12). La pattie haute 6nergie existant dans les spectres des fragments autre que A -- 8 peut 6galement faire penser h la participation d'un autre m6canisme n'affectant pas les isotopes instables de masse 8, cela justifierais 6galement l'6talement des spectres vers les hautes 6nergies. Une 6mission des isotopes de masse 8 en fin de processus expliquerait 6galement les vitesses d'entralnement plus faibles trouv6es et le r6tr6cissement des spectres d'6nergies et serait en bon accord avec l'aspect des spectres de moments transverses peu diff6rents, quelque soit la nature de l'isotope. 3. Conclusion' Grace h notre processus exp6rimental, nous avons pu inclure dans nos distributions la plus grande pattie des fragments de faible 6nergie 6mis lors de la d6sint6gration d'Ag et Br, induites par des protons de 25 GeV/c. Ces r6sultats ont montr6 comme pr6vu une augmentation de la barri~re de potentiel exp6rimentale lorsque la charge du fragment augmente, de m~me on voit que les fr6quences d'6mission exp6rimentales d6croissent exponentiellement avec le nombre atomique de l'616ment 6mis et ceci de faqon analogue h celui obtenu par l'6cole russe d'autres 6nergies incidentes. Les r6sultats les plus frappants sont l'augmentation du rapport avant/arri~re avec la charge (exception faite de l'azote) et l'augmentation de l'6nergie moyenne ou de l'6nergie la plus probable avec Z (et non avec la masse). Une 6tude de traces de ]Li 6mis dans des interactions ~t 6 GeV (exposition b. Berkeley) nous a montr6 un rapport avant/arri~re de 1.96 qui est nettement sup6rieure h celui de 1.2 observ6 pour la m~me charge h 25 GeV/c. Ce travail a 6t6 ex6cut6 sous la haute direction de Monsieur le Professeur P. Ciier, h qui nous t6moignons notre gratitude pour la confiance et la compr6hension qu'il

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nous a t6moign6es. Nous remercions 6gaIement Madame P. Eberle et Mesdemoiselles A. M. Dester et E. Bohn, pour la conscience et la comp6tence dont elles ont fait preuve lors de la mesure des 6v6nements. Nous tenons 6galement ~ t6moigner notre gratitude ~t Madame G. Gerber pour l'efficacit6 et la comp6tence avec lesquelles eUe a effectu6 les calculs aff6rents ~ c e s r6sultats. R~f6renees 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

R. Stein et H. Braun, Nuclear Physics 60 (1964) 609 R. Stein, H. Eberle et R. Oppel, Nucl. Instr. 16.(1962) 240 ~~ R. Stein et H. Braun, Nucl. Instr. 30 (1964) 131 R. Stein, Th~se Laboratoire' de Physique Corpusculaire, Strasbourg, 1965 H. Heckman, B. L. Perkins, N. G. Simon, F. H. Smith et W. H. Barkas, U C R L (1959) 8763 O. Skjeggestad, Nuovo Cim. (1958) 927 F. O. Breivik, J. Jabobsen et O. Sorensen, Phys. Rev. 130 (1963) C. F. Powell, P. H. Fowler et D. H. Perkins, Study of elementary particles by the photographic method (Pergamon Press, London, 1959) 9) P. Crier, Conference de St.-Cergue, mars 1962, p. 123