Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)
La valeur obtenue est de 1,93 fm (1 fermi égal 10^-15 m). En comparaison, le rayon de charge de l'isotope He-6 est 2,068 fm ; cet isotope plus léger a effectivement un rayon de charge plus grand, à cause des effets de liaison dus à l'interaction nucléaire forte. He-8 est très rare, est difficile à produire, et représente le matériau le plus riche en neutrons connu sur terre. Des groupements encore plus lourds de l'hélium, tels que He-10, ne sont pas des entités réellement liées et ne sont considérés que comme des "résonances."
Comparaisons de trois isotopes de l'hélium:
He-4, dont le noyau se compose de 2 neutrons (bleus) et de 2 protons (rouges) ;
He-6, dont le noyau est entouré par un "halo" de 2 neutrons ;
He-8, dont le noyau est entouré par deux paires de neutrons
Dans la nouvelle expérience, He-8 est produit en bombardant une cible de carbone avec un faisceau d'ions C-13 de 1 GeV. Le rayon de charge respectif des isotopes He-4, He-6 et He-8 est déterminé en comparant l'infime décalage des spectres atomiques des trois espèces différentes de l'atome d'hélium. Les mesures spectroscopiques ne concernent que la force électromagnétique entre les électrons et le noyau de ces atomes, et non pas l'interaction nucléaire forte qui maintient la structure de chaque noyau. Cependant, une fois la distribution de charge déterminée, elle peut être utilisée pour déduire certaines propriétés des forces de liaisons agissant dans le noyau.
Les théories actuelles sur la distribution des protons et des neutrons (voir figure) suggèrent que le noyau He-4, composé de deux protons et de deux neutrons (et désigné habituellement sous le nom de particule d'alpha), est le noyau par défaut, alors que dans He-6 les deux neutrons supplémentaires sont supposés "graviter" autour du noyau comme une sorte de "halo". Dans ce modèle, le noyau alpha oscille un peu autour du centre de masse commun. Dans He-8, le halo se compose de deux appariements de deux neutrons. Ceci permet en fait au noyau d'osciller un peu moins que dans le cas de He-6, et confère au rayon de charge de He-8 une valeur plus faible. Un des chercheurs, Peter Mueller, indique que la théorie nucléaire actuelle prédit ce rayon de charge pour He-8, ce qui peut donner confiance à ceux qui modélisent des noyaux plus lourds.