Pfeiffer Vacuum reçoit de l'Université technique de Darmstadt une commande pour le système d'ions DREEBIT

DREEBIT système de faisceau d'ions pour la génération de particules chargées pour l'expérience.

Représentation schématique de la ligne de faisceau KOALA (Appareil colinéaire pour la spectroscopie laser et la physique appliquée) / Vue d'ensemble schématique de la ligne de faisceau COALA (Appareil colinéaire pour la spectroscopie laser et la physique appliquée).

- Mesure spectroscopique laser des rayons atomiques
- Filiale de Dresde DREEBIT GmbH fournit l'installation de faisceau d'ions nécessaire
- Appareil à vide innovant

La société Pfeiffer Vacuum a reçu de l'Université technique de Darmstadt une commande importante pour la livraison d'une installation de faisceau d'ions DREEBIT, qui sera utilisée à l'Institut de physique nucléaire de Darmstadt. Les chercheurs de Darmstadt du groupe de travail LaserSpHERe y réalisent des expériences de précision dans le domaine limite de la physique atomique, nucléaire et des particules. Les axes de recherche sont la spectroscopie laser sur des ions chargés et sur des isotopes exotiques à courte durée de vie.

Fin 2014, la mise en place du grand appareil de recherche « Appareil collimé pour la spectroscopie laser et la physique appliquée » (KOALA) a commencé à l'Institut de physique nucléaire de l'Université technique de Darmstadt, où l'installation de faisceau d'ions commandée sera utilisée. La source d'ions utilisée, de type EBIS-A, génère pour l'expérience des ions chargés électriquement d'éléments chimiques légers, qui sont injectés dans la guidage de faisceau de l'appareil KOALA. Pour que les particules puissent se déplacer dans les tubes de guidage du faisceau sans obstacle, un vide ultrahaut propre est indispensable. Pour maintenir une pression aussi basse, il faut une génération de vide extrêmement performante et fiable. Cela est encore plus crucial pour la nouvelle source d'ions, où les ions restent beaucoup plus longtemps, et où tous les composants du vide proviennent du groupe Pfeiffer Vacuum.

Chaque élément émet et absorbe la lumière de longueurs d'onde très précisément définies, perceptibles par l'œil humain comme une couleur. Cette propriété est également à la base des couleurs d’un feu d’artifice. La couleur dépend de l’élément chimique et de l’état de charge de l’atome. Grâce à une mesure très précise de la longueur d’onde, on peut non seulement déterminer l’élément chimique et son état de charge, mais aussi, en comparant avec des calculs théoriques de haute précision, déterminer la taille du noyau atomique.

Le Prof. Dr. Wilfried Nörtershäuser, chef du groupe de travail à l'Université technique de Darmstadt, explique les avantages techniques de la ligne de faisceau KOALA : « Jusqu’à aujourd’hui, la mesure spectroscopique des rayons atomiques n’a été réalisée que sur des systèmes hydrogène-like avec un seul électron, car seule une théorie suffisamment précise existe pour eux. Ces systèmes atomiques simples présentent toutefois l’inconvénient expérimental que les longueurs d’onde à utiliser se situent dans le domaine ultraviolette du spectre optique, ce qui les rend difficiles d’accès avec les systèmes laser actuels. Cependant, il existe actuellement des efforts prometteurs pour atteindre la précision requise également pour des systèmes plus complexes, comme ceux ressemblant à l’hélium avec deux électrons. Leurs longueurs d’onde étant beaucoup plus accessibles avec des systèmes laser, il sera possible de déterminer à l’avenir avec une précision nettement accrue les rayons des noyaux atomiques de l’hélium jusqu’au nitrogène. L’appareil KOALA offre pour cela des conditions idéales, dès que l’installation de faisceau d’ions DREEBIT avec la source d’ions EBIS-A sera installée. »

Depuis la fondation de DREEBIT GmbH en 2006, la division « Ion Beam Technology » a développé et mis sur le marché différents types de sources d’ions, comme l’EBIS et l’ECRIS, principalement utilisés dans des accélérateurs de particules pour la recherche et pour des applications médicales telles que la thérapie par faisceau d’ions. DREEBIT GmbH fait partie du groupe Pfeiffer Vacuum depuis 2017, avec un focus sur le développement d’installations spéciales et le service de produits sous vide. Actuellement, environ 70 employés travaillent dans les sites de Dresde et de Großröhrsdorf.

Le projet de recherche est soutenu par la DFG dans le cadre du programme de recherche spécial SFB 1245.