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Posté par Adrien le Vendredi 12/01/2018 à 00:00
Etudier le noyau atomique du cuivre, pour mieux comprendre le nickel
Pour répondre à cette question, deux approches, remarquables pour leur complémentarité, ont été utilisées: une avec les ions ralentis et l'autre avec un faisceau relativiste.

Une équipe internationale à laquelle participe le CSNSM a mesuré avec une très grande précision la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) du noyau du cuivre-79, avec le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules...) Isoltrap installé au Cern. Tandis qu'une autre équipe internationale dont l'IPNO fait partie a réalisé le premier spectre d'excitation du cuivre-79 à l'aide d'une réaction knock-out avec protons au RIKEN, au Japon.


À gauche: masses comparées des différents isotopes du nickel et du cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est...).
À droite: schéma de remplissage des couches énnergétiques selon le modèle PFSDG-U © DR

Afin d'interpréter les résultats de ces deux mesures, des calculs théoriques ont été développés à la fois en France à Strasbourg et à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Tokyo. Une collaboration entre l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Pluridisciplinaire Hubert Curien (Hubert Curien (30 octobre 1924, Cornimont - 6 février 2005, Loury) est un cristallographe français, ministre de la recherche de 1984 à 1986.) (IPHC, CNRS/Université de Strasbourg) et l'université de Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à la province de Madrid. Elle abrite également le siège de l'OMT,...) a permis de révéler la structure "duale" du nickel-78 comme à la fois doublement magique mais avec des modes d'excitations faciles (proches en énergie). L'étude théorique menée par l'université de Tokyo s'est appuyée sur le modèle en couches "Monte-Carlo" effectué sur le super-ordinateur K (2) au RIKEN. Il ressort de cette étude que le noyau du 79-Cu peut être interprété d'une façon simple comme un seul proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) de valence autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) d'un coeur bien doublement magique de nickel-78 - en accord avec les résultats obtenus à Strasbourg.

Même si le nickel-78 n'est pas tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) à fait sphérique, comme les autres noyaux doublement magiques, sa déformation reste très faible. Il semblerait que l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact...) tensorielle, qui dicte le comportement des noyaux plus légers, cède à l'interaction spin-orbite (3) pour les noyaux de masse intermédiaire.

Ces deux méthodes d'études indirectes fournissent des indices que le nickel-78 garderait ses propriétés de noyau doublement magique. Ce résultat renforce notre connaissance des noyaux riches en neutrons situés sur les chemins des processus de nucléosynthèse stellaire (Dans le domaine de l'astrophysique, la nucléosynthèse stellaire est le terme qui désigne l'ensemble des réactions de fusion nucléaire qui ont lieu à l'intérieur des étoiles et dont le...).

Notes:

(1) Dans les années 1940, les physiciens et les physiciennes nucléaires constatent que les noyaux ayant un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de protons ou de neutrons égal à 2, 8, 20, 28, 50, 82 et 126 ont 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.) de liaison plus grande que celle de leurs voisins les plus proches. Autrement dit, ils sont beaucoup plus stables que tous les autres. De tels noyaux ont alors été appelés "noyau magique". Mais lorsque les nombres de neutrons et de protons correspondent aux chiffres cités plus haut, le noyau est dit "doublement magique" et sa stabilité est accrue.

(2) Le K computer produit par Fujitsu au RIKEN, est un puissant superordinateur (Un superordinateur (ou supercalculateur) est un ordinateur conçu pour atteindre les plus hautes performances possibles avec les technologies connues lors de sa conception, en particulier en...) pouvant atteindre 10,51 pétaFLOPS.

(3) L'interaction spin-orbite, qualifie toute interaction entre le spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa charge...) d'une particule et son mouvement. En physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On peut distinguer :) elle est responsable des grandes caractéristiques du modèle en couches, en particulier les nombres magiques.


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Source: CNRS-IN2P3
 
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