{"id":4592,"date":"2022-10-27T15:51:00","date_gmt":"2022-10-27T13:51:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/?p=4592"},"modified":"2022-11-04T15:52:11","modified_gmt":"2022-11-04T14:52:11","slug":"une-brisure-de-symetrie-miroir-geante-observee-dans-un-noyau-atomique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/fr\/2022\/10\/27\/une-brisure-de-symetrie-miroir-geante-observee-dans-un-noyau-atomique\/","title":{"rendered":"Une brisure de sym\u00e9trie miroir g\u00e9ante observ\u00e9e dans un noyau atomique"},"content":{"rendered":"\n
\n
\n
\n

Une \u00e9quipe internationale, r\u00e9unie autour d\u2019une exp\u00e9rience in\u00e9dite men\u00e9e au GANIL, a montr\u00e9 que certains \u00e9tats du 36<\/sup>Ca ont une diff\u00e9rence d\u2019\u00e9nergie tr\u00e8s importante avec les \u00e9tats \u00e9quivalents de son noyau \u201cmiroir\u201d, le 36<\/sup>S. Cet \u00e9cart est le reflet d\u2019une configuration tr\u00e8s particuli\u00e8re des nucl\u00e9ons qui met tout particuli\u00e8rement en lumi\u00e8re l\u2019\u00e9quilibre subtil des forces dans le noyau atomique. Ces mesures d\u2019une grande pr\u00e9cision fourniront un excellent test pour les mod\u00e8les th\u00e9oriques et l\u2019am\u00e9lioration des pr\u00e9dictions de r\u00e9actions nucl\u00e9aires des sites stellaires.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n
\n
\n
\"Noyaux
Les noyaux miroirs calcium 36 et soufre 36 devraient avoir, en th\u00e9orie, les m\u00eames \u00e9tats d’\u00e9nergie. La mesure exp\u00e9rimentale montre que \u00e7a n’est pas le cas. Infographie Communication IN2P3<\/h6>\n<\/div>\n

Dans un noyau atomique, la force forte, qui en assure la coh\u00e9sion d\u2019ensemble, est insensible \u00e0 la charge port\u00e9e par les protons et ne fait, par cons\u00e9quent, aucune diff\u00e9rence entre protons et neutrons. Elle les consid\u00e8re comme deux repr\u00e9sentations d\u2019une particule, le nucl\u00e9on. Cette propri\u00e9t\u00e9 est \u00e0 l\u2019origine de la sym\u00e9trie dite d\u2019isospin, l’une des sym\u00e9tries les plus fondamentales du syst\u00e8me nucl\u00e9aire, qui veut que des noyaux dits miroirs, ayant le m\u00eame nombre de nucl\u00e9ons, mais un nombre de protons et neutrons intervertis, aient tous une structure et un spectre en \u00e9nergie identique. La pr\u00e9sence de charges dans les noyaux induit n\u00e9anmoins une brisure de cette sym\u00e9trie qui, quand elle est importante, peut \u00eatre utilis\u00e9e pour finement comprendre la structure des \u00e9tats concern\u00e9s et caract\u00e9riser le r\u00f4le des forces dans le noyau.<\/p>\n

Une brisure de sym\u00e9trie in\u00e9dite par son amplitude<\/strong><\/p>\n

C\u2019est une brisure de sym\u00e9trie in\u00e9dite par son amplitude qui a \u00e9t\u00e9 r\u00e9v\u00e9l\u00e9e au GANIL par une \u00e9quipe compos\u00e9e de scientifiques locaux, de l’IJCLab et de RIKEN, en comparant les noyaux de la paire miroir 36<\/sup>Ca (20 protons et 16 neutrons) et 36<\/sup>S (16 protons et 20 neutrons). Cette paire poss\u00e8de trois \u00e9tats excit\u00e9s (1+<\/sup>, 2+<\/sup> et 0+<\/sup>2<\/sub>) dans lesquels la brisure de sym\u00e9trie est anormalement forte. En effet, alors que la diff\u00e9rence d\u2019\u00e9nergie constat\u00e9e entre noyaux miroirs, la MED, pour \u00ab Miror Energy Differences \u00bb, se situe pour la majorit\u00e9 des cas \u00e0 quelques dizaines de keV au plus, elle atteint ici 250 keV pour les \u00e9tats 1+<\/sup> et 2+<\/sup> et m\u00eame 500 keV pour le 0+<\/sup>2<\/sub>. Il s\u2019agit pour ce dernier de la plus grande diff\u00e9rence d’\u00e9nergie miroir connue, si l\u2019on exclut les quelques rares cas mettant en jeu des \u00e9tats \u2018fugaces\u2019, non li\u00e9s par l\u2019interaction nucl\u00e9aire.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"LesL\u2019\u00e9tat excit\u00e9 0+2 du 36Ca (20 protons, 16 neutrons), d\u00e9couvert dans cette exp\u00e9rience, et dont la configuration correspond \u00e0 un saut de 2 protons (rouge) et d\u2019un neutron (bleu) sur les orbitales sup\u00e9rieures, o\u00f9 le nombre de protons et neutrons est \u00e9chang\u00e9 (16 protons, 20 neutrons). Ce changement d\u2019\u00e9nergie est d\u00fb \u00e0 l\u2019interaction Coulombienne, qui agit comme un effet loupe, permettant de r\u00e9v\u00e9ler la structure tr\u00e8s particuli\u00e8re de cet \u00e9tat. Imagine IN2P3 – GANIL<\/h6>\n

Cible cryog\u00e9nique d\u2019hydrog\u00e8ne<\/strong><\/p>\n

L\u2019isotope de 36<\/sup>Ca a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 aupr\u00e8s du Grand Acc\u00e9l\u00e9rateur National d’Ions Lourds \u00e0 Caen. L’\u00e9quipe a d\u00e9couvert ces trois \u00e9tats excit\u00e9s du 36<\/sup>Ca et mis en \u00e9vidence leur structure sp\u00e9cifique, en utilisant des r\u00e9actions o\u00f9 un et deux neutrons sont transf\u00e9r\u00e9s \u00e0 partir de faisceaux radioactifs de 37<\/sup>Ca et 38<\/sup>Ca, avec un dispositif exp\u00e9rimental de pointe compos\u00e9 d\u2019une cible cryog\u00e9nique d\u2019hydrog\u00e8ne, de d\u00e9tecteurs segment\u00e9s au silicium et CsI MUST2, de trajectom\u00e8tres de faisceau CATS et d’un dispositif de d\u00e9tection des noyaux produits aux angles avant.<\/p>\n

La comparaison des \u00e9tats du 36<\/sup>Ca avec ceux connus dans le 36<\/sup>S et produits dans la r\u00e9action miroir, a permis aux physiciens de montrer que, malgr\u00e9 leurs diff\u00e9rences en \u00e9nergie, les m\u00eames \u00e9tats excit\u00e9s sont peupl\u00e9s avec les m\u00eames probabilit\u00e9s. Ceci signifie que leurs structures respectives restent similaires. Cette \u00e9tude, appuy\u00e9e par des calculs th\u00e9oriques de type mod\u00e8le en couche, a permis de mieux comprendre les grandes valeurs de MED, notamment celle pour l\u2019\u00e9tat excit\u00e9 0+<\/sup>2<\/sub> o\u00f9 la MED est \u00e9gale \u00e0 500 keV. Pour cet \u00e9tat, la configuration dominante correspond, dans le 36<\/sup>Ca, \u00e0 la promotion d’une paire de protons et d’un neutron vers des orbitales sup\u00e9rieures (voir illustration), engendrant un changement de forme du noyau. Dans le noyau miroir de 36<\/sup>S le m\u00eame \u00e9tat sera form\u00e9 par un saut de 2 neutrons et 1 proton sur les orbitales sup\u00e9rieures. Le saut de 2 protons dans le 36<\/sup>Ca conduit \u00e0 une r\u00e9duction de la r\u00e9pulsion de Coulomb, par rapport \u00e0 son \u00e9tat fondamental, alors que le saut d\u2019un proton dans le 36<\/sup>S conduit \u00e0 une augmentation de la r\u00e9pulsion de Coulomb, par rapport \u00e0 son \u00e9tat fondamental.  Ces deux effets se combinent de mani\u00e8re coh\u00e9rente pour conduire \u00e0 l’une des plus grandes MED jamais observ\u00e9es dans la carte des nucl\u00e9ides.  La force de Coulomb agit, par son effet sur la MED, comme une loupe permettant de sonder la structure et la forme des niveaux excit\u00e9s, sans perturber leurs configurations.<\/p>\n

Excellents tests des mod\u00e8les th\u00e9oriques<\/strong><\/p>\n

Ces r\u00e9sultats, r\u00e9cemment publi\u00e9 dans Physical Review Letters<\/em>, font progresser les connaissances sur la structure et le caract\u00e8re magique des isotopes de calcium riches en protons. Ils constituent \u00e9galement d\u2019excellents tests des mod\u00e8les th\u00e9oriques, en particulier ceux dits ab-initio issus de propri\u00e9t\u00e9s et sym\u00e9trie fondamentales des interactions nucl\u00e9aires. Enfin, la compr\u00e9hension de cette brisure de sym\u00e9trie miroir a aussi un impact important dans la compr\u00e9hension de l\u2019\u00e9quilibre des forces dans le noyau atomique et dans le calcul des probabilit\u00e9s de r\u00e9actions nucl\u00e9aires ayant lieu dans des sites stellaires explosifs, comme publi\u00e9 par la m\u00eame \u00e9quipe dans Physical Review C.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Une \u00e9quipe internationale, r\u00e9unie autour d\u2019une exp\u00e9rience in\u00e9dite men\u00e9e au GANIL, a montr\u00e9 que certains \u00e9tats du 36Ca ont une diff\u00e9rence d\u2019\u00e9nergie tr\u00e8s importante avec les \u00e9tats \u00e9quivalents de son noyau \u201cmiroir\u201d, le 36S. Cet \u00e9cart est le reflet d\u2019une configuration tr\u00e8s particuli\u00e8re des nucl\u00e9ons qui met tout particuli\u00e8rement en lumi\u00e8re l\u2019\u00e9quilibre subtil des forces dans le […]<\/p>\n","protected":false},"author":15,"featured_media":4591,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_locale":"fr_FR","_original_post":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/?p=4590"},"categories":[19],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4592"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/15"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4592"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4592\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4594,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4592\/revisions\/4594"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4591"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4592"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4592"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ganil-spiral2.eu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4592"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}