La terra incognita

La Carte des Noyaux

Chaque case de cette carte représente un noyau positionné en fonction du nombre de ses neutrons, "d'ouest en est" (en abscisse), et de ses protons, "du sud au nord" (en ordonnée).

• Les cases blanches sont les 291 noyaux que l'on trouve à l'état naturel sur Terre
• La zone bleue claire délimite les 2000 noyaux synthétisés en laboratoire à ce jour

• La zone bleue foncée correspond à l'ensemble des noyaux prédits par la théorie comme existant dans l'Univers. Au total, entre 5000 et 7000 noyaux
• Les zones cerclées roses et rouges indiquent les noyaux qui seront potentiellement produits puis accélérés en faisceaux par SPIRAL2
• Les chiffres portés correspondent aux nombres magiques de protons ou de neutrons qui donnent aux noyaux une stabilité accrue

► La Quête des Superlourds

Les noyaux semblent particulièrement robustes lorsqu'ils possèdent 2, 8, 20, 28, 50, 82, ou 126 protons ou neutrons. Ce sont les nombres magiques nucléaires. Ils conduisent à la prédiction de l'existence de noyaux très lourds composés de 114 à 126 protons et 184 neutrons. Ces éléments chimiques 15 fois plus massifs que le plomb sont dits super-lourds. Leur recherche est aujourd'hui très active et dans cette course les fortes intensités des faisceaux de SPIRAL2 ainsi que ses nouveaux appareillages seront des atouts majeurs.

► La Révolution des Nombres Magiques

La structure des noyaux exotiques semble faire fi de ces nombres magiques.

Les scientifiques les observent parfois disparaître alors que d'autres apparaissent.

SPIRAL2 permettra de suivre systématiquement l'évolution des nombres magiques jusqu'aux limites d'existence des noyaux afin de comprendre ce phénomène encore non élucidé.

► Les Forces de Cohésion Nucléaire

Les propriétés des noyaux exotiques, leur cohésion, leur taille, les niveaux excités, leur forme, ... sont déterminés par les équilibres subtiles entre les forces qui y règnent.

Grâce à un important effort de modélisation, les résultats de SPIRAL2 aideront à déterminer ces forces en particulier dans les noyaux riches en neutrons.

► L'Origine des Éléments lourds dans l'Univers

Les noyaux exotiques sont produits lors de réactions nucléaires dans l'Univers.

Pour comprendre l'origine des éléments et leur abondance sur Terre, il faut connaître les propriétés des noyaux exotiques et des réactions nucléaires dont ils sont issus.

► La Matière Nucléaire des Étoiles à Neutrons

Les protons et les neutrons d'un noyau forment un liquide d'une densité "extraordinaire". Un tel liquide enrichi en neutrons constitue le cœur des supernovæ et les étoiles à neutrons.

SPIRAL2 va recréer cette matière sur Terre lors de réactions avec des projectiles très riches en neutrons.

► Les Interactions Fondamentales

Les noyaux exotiques se transmutent en espèces plus stables grâce à la radioactivité bêta. Ils peuvent ainsi être utilisés pour étudier les propriétés fondamentales de l'interaction faible qui est l'origine de ce phénomène.

► Une source de neutrons rapides performante

SPIRAL2 sera la source de neutrons rapides la plus performante pour les dix prochaines années.

Elle permettra d'effectuer des mesures de données neutroniques qui contribueront à rendre l'énergie nucléaire encore plus sûre et respectueuse de l'environnement.

► Une Plateforme Interdisciplinaire

Cette nouvelle installation aux performances exceptionnelles est ouverte aux recherches interdisciplinaires qui rassemblent des communautés de physique atomique, de physique du solide et de radiobiologie autour  de l'étude de la matière sous irradiation.