Comprendre le monde des particules
Les noyaux stables, plus petits que le noyau de calcium composé de 20 protons, ont généralement un nombre égal de neutrons et de protons, reliés par une force nucléaire à petite portée. Le nombre de protons, porteurs d'une charge positive, détermine la nature chimique du noyau; l'hydrogène possède un proton, l'hélium deux, et ainsi de suite. Les neutrons, qui sont neutres, apportent une force supplémentaire pour surmonter la répulsion électrostatique des protons. Néanmoins, il existe des exceptions à ce scénario. Les chercheurs se penchent sur ces exceptions dans le cadre du projet LIGHTHALOS («Crowns of neutrons: Reactions and decays to penetrate the halos of Be-14 and He-8»). Plus spécifiquement, ils se concentrent sur les halos composés de quatre neutrons qui entourent le béryllium-14 (Be-14) et l'hélium-8 (He-8). En étudiant leurs halos de neutrons, les scientifiques espèrent mieux comprendre les forces au sein du noyau atomique qui relie les atomes entre eux. Les neutrons du halo sont lâchement reliés au noyau, à un niveau égal au dixième de la force de liaison habituelle d'un neutron au sein du noyau. De plus, le déplacement des neutrons de halo à partir du noyau atomique est incompatible aux concepts de physique nucléaire classique. Néanmoins, les expériences menées dans le cadre du projet LIGHTHALOS devraient fournir des informations nécessaires pour développer une description précise des systèmes Be-14 et He-18. Un faisceau d'isotope Be-12 a été accéléré dans l'installation REX-ISOLDE (Radioactive beam EXperiment - Isotope mass Separator On-line facility) du CERN. En raison de la fermeture de l'installation jusqu'en 2015 pour sa mise à jour HIE-ISOLDE, la désintégration de Be-14 et He-8 a été retardée en attendant l'allocation d'une installation de remplacement pour les expériences. Des propositions ont été soumises au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) en France et aux installations RIKEN au Japon. Pour la désintégration de Be-14 et He-8, LIGHTHALOS a évalué la performance de nouvelles méthodes expérimentales, y compris des ions à émission bêta-retardées, comme les particules alpha et triton. Les données compilées et analysées jusqu'à présent ont entraîné à plusieurs présentations lors de rencontres scientifiques ainsi qu'à des projets de publications devant être soumis à des revues à comité de lecture. Les résultats du projet lors de sa clôture devraient mettre en lumière l'énigme concernant la présence de halos de neutrons à une telle distance du noyau central.
