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Résultat scientifique | Physique théorique

Ni une sphère, ni une pyramide... mais un ellipsoïde !


​Une équipe internationale, conduite par l'Irfu et l'institut de recherche japonais Riken, a pu étudier la structure d'un noyau de zirconium très riche en neutrons (110Zr), une première qui remet en cause certains modèles. Produit par un accélérateur de Riken et mesuré grâce au détecteur Minos, ce noyau lourd s'avère plus déformé que prévu.

Publié le 3 février 2017

L'étude des éléments lourds permet de mieux comprendre les propriétés de l'interaction nucléaire qui lie les nucléons dans le noyau, et de tester des modèles théoriques. 

Or pour le noyau 110Zr, les prédictions des modèles divergeaient profondément. Alors que ceux-ci hésitaient entre sphère, ellipsoïde ou encore tétraèdre (analogue à une pyramide), les chercheurs ont pour la première fois déterminé expérimentalement la forme de l'isotope 110Zr : c'est un ellipsoïde très déformé !

Ce résultat a été obtenu grâce aux performances inégalées du détecteur Minos (Magic Numbers Off Stability), financé par l'ERC. Conçu et réalisé par l'Irfu, Minos permet la mesure des spectres d'énergie d'excitation de noyaux instables, produits à faible intensité par bombardement d'une cible cryogénique d'hydrogène liquide, épaisse (100 mm). La cible est couplée à un trajectographe qui autorise la reconstruction du lieu des réactions nucléaires dans la cible. Minos  est opérationnel depuis 2014 auprès de l'accélérateur Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) de l'institut de recherche japonais Nishina Center de Riken.

Ces travaux sont menés en collaboration avec Riken Nishina Center et l'Institut de physique nucléaire d'Orsay (CNRS/Université Paris-Sud). Les calculs théoriques ont notamment été réalisés au centre CEA DAM de Bruyères-le-Châtel, à l'Irfu et à l'IPN de Lyon.

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