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NOYAU 28 2013, UNE ANNÉE AVEC LE CNRS PHYSIQUE DES PARTICULES On en sait désormais un peu plus sur le boson de Higgs. Les scientifiques des collaborations Atlas et CMS du LHC au Cern ont récemment mis en évidence sa désintégration en paire de particules « tau ». Ce résultat confirme la nature particulière de cette nouvelle particule qui se couple proportionnellement à la masse des particules élémentaires. Il montre de façon directe et pour la première fois que le champ de Higgs est à l’origine des familles de particules élémentaires. INFORMATION QUANTIQUE Jusqu’à présent, le traitement parallèle de l’information quantique était limité par la complexité exponentielle des architectures optiques. Ce ne sera peut-être bientôt plus le cas : des physiciens ont développé une approche où les bits quantiques sont véhiculés par des photons de fréquences différentes présents dans le faisceau d’un laser à impulsions ultracourtes. Ces bits peuvent ensuite être facilement manipulés en utilisant les techniques éprouvées de l’optique ultra-rapide. Nature Photonics Décembre 2013 LA DOUBLE MAGIE DU CALCIUM RÉVÉLÉE Le noyau de l’atome de calcium, dès lors qu’il contient 32 neutrons, est doublement magique. Ce qui en langage profane signifie qu’il est particulièrement stable du fait d’une énergie de liaison importante entre ses constituants, les protons et les neutrons. Obtenu par la collaboration Isoltrap, au Cern, à laquelle participent des chercheurs du CNRS, ce résultat est non conforme à la théorie standard du noyau atomique, le modèle dit en couches. Et contribue à renouveler la vision que les spécialistes ont des interactions entre protons et neutrons au sein du noyau. De fait, selon le modèle en couches, qui a valu le prix Nobel à Maria Goeppert-Mayer et Hans Jensen en 1963, le noyau de calcium, avec ses 20 protons, est une fois magique : il est plus stable que les noyaux de potassium et de scandium, présentant respectivement 19 et 21 protons. De même, ce modèle indique que le calcium et certains de ses isotopes1 sont magiques une seconde fois en neutrons. En revanche, il ne prédit rien pour l’isotope à 32 neutrons. Cependant, des expériences réalisées en 1985 par une équipe de Strasbourg suggéraient que ce dernier noyau, magique en nombre de protons, l’est également en nombre de neutrons : il est plus stable que les noyaux de calcium à 31 ou 33 neutrons. Pour s’en assurer, les chercheurs de la collaboration Isoltrap ont mis au point une nouvelle expérience à la capacité de résolution sans pareil, et surtout très rapide, performance indispensable pour étudier des noyaux au temps de vie de quelques fractions de seconde. Verdict : « Ce noyau présente bien un excès d’énergie de liaison par rapport aux autres isotopes du calcium proches de lui », explique David Lunney, du Centre de sciences nucléaires et de science de la matière (CSNSM), à Orsay, et membre d’Isoltrap. Pour expliquer ce résultat « non standard », des théoriciens participants à la collaboration ont développé un nouveau modèle dans lequel ils prennent en compte des situations où trois protons et/ou neutrons interagissent ensemble, alors que le modèle en couches ne retient que les interactions impliquant des paires de particules. Un pas de plus pour comprendre l’organisation complexe des constituants du noyau atomique et les propriétés de la force nucléaire qui les lie entre eux. 1 Chacun des différents types d’atomes d’un même élément, différant par leur nombre de neutrons mais ayant le même nombre de protons et d’électrons, et possédant donc les mêmes propriétés chimiques. Nature Juin 2013 Un chercheur à l’intérieur du bunker de production des ions radioactifs d’Alto (Accélérateur linéaire et Tandem à Orsay). ÉQUIPEMENT INAUGURATION DE L’ACCÉLÉRATEUR ALTO Première installation au monde utilisant le principe de la photofission pour la production de noyaux exotiques, Alto a été inaugurée à Orsay en mai 2013. Destinée à la recherche fondamentale sur ces noyaux, si instables qu’ils n’existent pas à l’état naturel sur Terre, l’installation produira également des faisceaux pour des études dans les domaines de l’astrophysique nucléaire, de l’électronique spatiale et de la sûreté des centrales nucléaires. La construction d’Alto a été cofinancée par le CNRS, la Région Île-de-France, le département de l’Essonne et le ministère chargé de la Recherche. © CNRS Photothèque / Cyril Frésillon


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