Des physiciens recherchent des indices sur la formation d'îlots d'inversion
Une équipe internationale de scientifiques a apporté un nouvel éclairage sur la manière dont les éléments plus lourds sont formés dans une supernova. L'équipe, partiellement financée par l'UE, est arrivé à ses conclusions après avoir exploré les îlots d'inversion, les régions où les noyaux atomiques prennent des formes inattendues. Les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters. Le soutien de l'UE pour ces travaux provient du projet EURONS («European nuclear structure integrated infrastructure initiative»), qui a reçu la somme de 14 millions d'euros au titre de la ligne budgétaire «Infrastructures de recherche» du sixième programme-cadre (6e PC). À la naissance de l'univers, il ne contenait que deux éléments très légers, l'hydrogène et l'hélium. D'autres éléments relativement légers comme le carbone et l'oxygène ont été créés dans les premières étoiles par la fusion des noyaux atomiques. Toutefois, des éléments plus lourds, comme le fer (l'or, l'argent et l'uranium) doivent leur existence aux supernovas. Lors d'une explosion d'étoiles, de nombreux noyaux atomiques lourds sont créés. Ils se décomposent généralement pour atteindre des éléments plus stables par une série d'étapes intermédiaires. Les noyaux atomiques comprennent un nombre de protons et de neutrons, et les physiciens atomiques ont inventé un modèle pour prédire quelles combinaisons de protons et de neutrons seront les plus stables. Les «nombres magiques» sont particulièrement intéressants pour les physiciens; en effet, si la quantité de protons et de neutrons d'un noyau correspond à un nombre magique, il aura une structure stable et aura une forme sphérique pratiquement parfaite. Néanmoins, certains noyaux qui devraient être «magiques» ne correspondent pas aux attentes des scientifiques; c'est ce que l'on appelle des «îlots d'inversion». L'un des exemples en question est le noyau magique de l'isotope de magnésium-32, qui comprend 12 protons et 20 neutrons. Selon la théorie, le noyau du magnésium-32 devrait être parfaitement sphérique. En fait, lorsqu'il se trouve en état d'énergie le plus faible, le noyau a plutôt la forme d'un ballon de rugby ou de football américain que d'une sphère. Pour étudier cet îlot d'inversion, les chercheurs ont créé des magnésiums-32 en bombardant des atomes de magnésium-30 dans une version d'isotope radioactif d'hydrogène appelé tritium. Au cours de ce processus, deux neutrons sont transférés du noyau du tritium au noyau de magnésium, créant ainsi le magnésium-32. Les expériences ont eu lieu au CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire en Suisse. Selon la théorie, le magnésium-32 devrait passer de sa forme déformée à une forme sphérique lorsqu'il atteint un taux d'énergie élevé. Cette étude représente pour la première fois ce que les chercheurs ont confirmé comme étant l'existence d'une version sphérique du noyau de magnésium-32. En fait, les chercheurs ont découvert que le magnésium-32 prend une forme sphérique à un taux moins élevé par rapport à ce à quoi ils s'attendaient. Les chercheurs font remarquer que cela soulève d'autres questions sur la précision des modèles de prévision sur les changements au niveau de la structure atomique. Les chercheurs devront encore procéder à plus d'expériences avant de pouvoir présenter une description complète des processus inhérents aux îlots d'inversion. «Nous sommes très contents d'avoir pu arriver à confirmer l'existence du noyau sphérique du magnésium-32», commente le professeur Reiner Krücken, président du Hadrons and Nuclear Physics de la Technische Universität München en Allemagne. «Mais ces renseignements posent de nouveaux défis aux physiciens. Pour pouvoir prédire le déroulement exact de la synthèse des éléments lors d'une explosion stellaire, nous devons mieux comprendre le mécanisme qui entraîne les changements au niveau de la structure de la membrane.» Des chercheurs de Belgique, du Danemark, d'Allemagne, d'Espagne, de France, du Royaume-Uni et des États-Unis ont participé à l'étude.Pour de plus amples informations, consulter: Technische Universität München: http://www.tumuenchen.de/ Physical Review Letters: http://prl.aps.org/
Pays
Belgique, Suisse, Allemagne, Danemark, Espagne, France, Italie, Royaume-Uni, États-Unis