Une première mondiale : la découverte du nickel-48 au GANIL

Paris, le 24 septembre1999

Communiqué de presse commun CEA-CNRS

Le 12 septembre 1999, au Grand Accélérateur National d’Ions Lourds de Caen (GANIL), une équipe internationale de physiciens a mis en évidence l’existence d’un nouveau noyau atomique, le nickel-48. Celui-ci, vraisemblablement le dernier des noyaux doublement magiques* qui restait à observer, était recherché depuis une dizaine d’années pour ses caractéristiques rares, qui le rendent précieux dans la compréhension du monde subatomique.

Cette découverte est une première mondiale réalisée au GANIL, laboratoire commun au CEA et au CNRS, dévolu à la recherche fondamentale en physique nucléaire et largement ouvert à la communauté internationale. La mise en évidence du nickel-48 a été faite par une équipe regroupant des chercheurs de plusieurs pays**.

L’observation des propriétés particulières de ce noyau permet de mettre en lumière les mécanismes fondamentaux de cohésion des noyaux atomiques. En effet, le nickel-48 possède deux caractéristiques antagonistes : d’une part, il est doublement magique, ce qui lui confère une plus grande stabilité que celle de ses voisins immédiats ; d’autre part, du fait de son déficit en neutrons par rapport au nickel stable, il se situe à l'extrême limite d'existence des noyaux, là où les forces nucléaires cessent d'être capables de lier entre eux tous les protons et les neutrons. Nombre de modèles théoriques prévoyaient que le nickel-48 devait être fortement instable. Son observation les met d'ores et déjà en défaut.

Au cours de l'expérience qui a duré une dizaine de jours, deux noyaux de Nickel-48 ont pu être produits et identifiés sans ambiguïté parmi les milliards de milliards de noyaux issus des collisions produites au sein de l'accélérateur. C’est la combinaison originale d’outils spécifiques et performants mis en œuvre au GANIL, tant au niveau de la production et de l’accélération des faisceaux que des systèmes de collecte, de tri et d’identification des noyaux, qui a permis cette observation.

Ces avancées technologiques ainsi que la mise en service du nouveau système accélérateur d’ions radioactifs SPIRAL au GANIL, attendue prochainement, devraient ouvrir à la communauté scientifique internationale de nouveaux champs d’études au fort potentiel de découvertes.

*Les noyaux doublement magiques
Comme les électrons dans l'atome, les protons et neutrons du noyau s'ordonnent sur des niveaux d'énergie qui peuvent accueillir un nombre maximum de particules. Le noyau acquiert une cohésion accrue chaque fois qu’une couche est remplie. Le nombre maximum de particules pouvant être accueillies sur une couche est appelé "nombre magique". Les nombres magiques ont été découverts en 1949. Le Nickel-48, avec ses 20 neutrons et ses 28 protons, est l'un de la dizaine de noyaux à avoir à la fois un nombre magique de protons et de neutrons ce qui devrait renforcer sa stabilité.

** Cette expérience est le fruit d'une collaboration entre le Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan (CENBG, laboratoire du CNRS/IN2P3 et de l’Université de Bordeaux 1) , le GANIL (laboratoire commun CEA/DSM et CNRS/IN2P3) à Caen , l'Université de Varsovie, l'IAP de Bucarest et l'Université du Tennessee.
Le porte-parole de l’expérience est Bertram Blank, chercheur au CENBG.

Contact presse CNRS/IN2P3 :
Geneviève Edelheit
Tél : 01 44 96 47 60
Mél : genevieve.edelheit@cnrs-dir.fr

Contact presse CEA :
Corinne Borel
Tél : 01 40 56 18 35

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