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Posté par Redbran le Mercredi 23/08/2017 à 00:00
HIE-ISOLDE: La physique nucléaire fait le plein d'énergie
Pour la première fois en 2017, l'accélérateur linéaire HIE-ISOLDE a commencé à envoyer des faisceaux à une expérience, ce qui marque le début du programme de physique des hautes énergies d'ISOLDE pour cette année.


Le détecteur au germanium Miniball, utilisant les premiers faisceaux d'HIE-ISOLDE pour les expériences décrites ci-dessous (Image: Julian/CERN)
Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) HIE-ISOLDE (High-Intensity and Energy upgrade of ISOLDE) a consisté à intégrer un nouvel accélérateur linéaire (linac) dans l'installation ISOLDE du CERN (séparateur d'isotopes en ligne). ISOLDE est une installation de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) unique en son genre qui produit des noyaux radioactifs (contenant un trop grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) ou un trop petit nombre de neutrons) que les physiciens utilisent pour étudier diverses questions, allant des propriétés des noyaux atomiques à la recherche biomédicale, en passant par l'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...).

ISOLDE fonctionne depuis le mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d'avril, date à laquelle la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) d'accélérateurs du CERN s'est réveillée de son arrêt technique hivernal ; toutefois HIE-ISOLDE vient seulement de redémarrer car de nouveaux éléments, plus précisément un nouveau cryomodule, a dû être installé, étalonné, aligné et testé. 

Chaque cryomodule est construit dans la salle blanche du CERN avant d'être installé l'un après l'autre dans l'accélérateur HIE-ISOLDE(Video: Christoph Madsen/CERN

Chaque cryomodule contient cinq cavités supraconductrices utilisées pour accélérer le faisceau à de plus hautes énergies. Grâce au troisième module qui vient d'être installé, HIE-ISOLDE est désormais capable d'accélérer les noyaux jusqu'à une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer la...) de 7,5 MeV par nucléon (Le terme nucléon désigne de façon générique les composants du noyau atomique, i.e. les protons et les neutrons qui sont tous deux des baryons. Le nombre de nucléons par atome est généralement noté « A », et...), comparée à l'énergie de 5,5 MeV par nucléon atteinte en 2016.

Cette énergie plus élevée permet également aux physiciens d'étudier les propriétés d'isotopes plus lourds - actuellement les isotopes les plus lourds étudiés ont un nombre de masse (Le nombre de masse (A) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre de nucléons du noyau d'un atome.) allant jusqu'à 200 ; plus tard dans l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), il sera possible d'utiliser des isotopes de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) 206 ; à titre de comparaison, l'année dernière, les isotopes les plus lourds étaient de masse 142. À compter de 2018, le linac d'HIE-ISOLDE contiendra quatre de ces cryomodules et pourra atteindre une énergie de 10 MeV par nucléon.

Chaque isotope que nous étudions est unique. Ainsi, chaque expérience étudie un isotope différent ou une propriété différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de...) de cet isotope. Le linac d'HIE-ISOLDE nous permet d'adapter un faisceau aux besoins en énergie et en masse de chaque expérience ", explique Liam Gaffney, qui pilote la station Miniball, à laquelle sont connectées de nombreuses expériences HIE-ISOLDE.

Les faisceaux d'HIE-ISOLDE seront disponibles jusqu'à la fin novembre ; treize expériences espèrent utiliser l'installation durant cette période - soit plus du double par rapport à l'année dernière. La première expérience, qui débute aujourd'hui, étudiera les interactions électromagnétiques entre noyaux en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) de l'isotope radioactif sélénium 72 et une cible en platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.). Grâce à cette réaction, les chercheurs pourront déterminer si le noyau a la forme d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet —...) aplati ou s'il est plutôt allongé, comme un ballon de rugby - ou s'il s'agit en fait d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi...) des deux formes. 

Pour plus d'information voir la video:
- http://home.cern/fr/about/updates/2017/ ... ergy-boost

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Source: Harriet Kim Jarlett - Copyright CERN