Un travail théorique associant des chercheurs du GANIL, de l’Université de Huelva en Espagne et de l’Institut de Physique Racah en Israël, permet de confirmer la nature vibrationnelle des isotopes pairs de cadmium, tout en reproduisant des observations expérimentales qui la remettaient en question. Ces résultats, qui résolvent une problématique vieille de plusieurs dizaines d’années, ont fait l’objet d’une mise en exergue de l’éditeur de la revue Physical Review C.

Les isotopes pairs de cadmium, comptant 48 protons, ont longtemps été des cas d’école pour la description d’un mode particulier d’excitation du noyau atomique : la vibration. Ces noyaux n’étant pas déformés, ils ne peuvent pas être mis en rotation lorsqu’on les excite. Ils vibrent à des fréquences bien déterminées autour de leur forme d’équilibre sphérique initiale.

Cette représentation idéale des noyaux de cadmium comme « vibrateurs sphériques » a cependant été mise à mal dès les années 70 par l’observation expérimentale d’états de basse énergie d’excitation dont les propriétés (énergie et voies de décroissance) ne pouvaient être reproduites dans le cadre du modèle vibrationnel du noyau atomique. Ces états « anormaux » se répartissent en deux catégories : des états dont le caractère vibrationnel est patent mais dont les voies de décroissances ne sont pas telles qu’attendues (transitions en rouge dans la figure) et des états non vibrationnels, appelés « intrus », associés à des excitations de paires de protons (états et transitions en bleu dans la figure).

  
Figure extraite de l’article : reproduction par le modèle théorique proposé dans le travail (à droite) des propriétés des états excités du cadmium-110 mesurées expérimentalement (à gauche).

De nombreux travaux théoriques ont tenté sans succès de concilier la nature vibrationnelle des noyaux de cadmium, caractérisés par les états et transitions en noir dans la figure, et les propriétés particulières des autres états excités observés. C’est maintenant chose faite comme en témoigne la comparaison proposée dans la figure : non seulement les états de vibrations présentant des propriétés de décroissance « anormales » sont correctement reproduits, mais la nouvelle approche théorique proposée indique que les états de vibrations normaux et anormaux ne se mélangent que très peu avec les états « intrus ».

Ce travail, qui résout une problématique vieille de plusieurs dizaines d’années, a fait l’objet d’une « communication rapide » ainsi que d’une suggestion de lecture de la part de l’éditeur de la revue Physical Review C.

 

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.98.031302

Contact : Piet Van Isacker, Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Partenaires : GANIL, Université de Huelva, Espagne ; Université de Racah, Israël