Une collaboration internationale de recherche dirigée par le groupe de physique nucléaire de l’Université de Surrey a renversé la croyance de longue date que le noyau atomique du plomb-208 (²⁰⁸pb) est parfaitement sphérique. La découverte remet en question les hypothèses fondamentales sur la structure nucléaire et a des implications de grande envergure pour notre compréhension de la façon dont les éléments les plus lourds se forment dans l’univers.
Lead-208 est exceptionnellement stable en raison d’un noyau « doublement magique » – et est le plus lourd que nous connaissons. Cependant, une nouvelle étude publié dans Lettres d’examen physique Utilisé une sonde expérimentale de haute précision pour examiner sa forme et a constaté que plutôt que d’être parfaitement sphérique, le noyau du plomb-208 est légèrement allongé, ressemblant à une boule de rugby (sphéroïde prolate).
Le Dr Jack Henderson, chercheur principal de l’étude de la School of Mathematics and Physics de l’Université de Surrey, a déclaré: « Nous avons pu combiner quatre mesures distinctes en utilisant l’équipement expérimental le plus sensible au monde pour ce type d’étude, ce qui nous a permis Pour faire cette observation difficile. dans la théorie nucléaire, présentant une avenue passionnante pour de futures recherches. «
En utilisant le spectromètre Gretina Gamma Ray à la pointe de la technologie au Laboratoire national d’Argonne dans l’Illinois, aux États-Unis, les scientifiques ont bombardé des atomes de plomb avec des faisceaux de particules à grande vitesse accélérés à 10% de la vitesse de la lumière – équivalent à entourer la Terre à chaque seconde . Les interactions ont créé des empreintes digitales gamma uniques des propriétés des états quantiques excités dans les noyaux en plomb-208 – en d’autres termes, les noyaux étaient sous tension – qui, à leur tour, ont été utilisés pour déterminer sa forme.
Les physiciens théoriques, y compris ceux du groupe de théorie nucléaire de Surrey, réexaminent désormais les modèles utilisés pour décrire les noyaux atomiques, car les expériences suggèrent que la structure nucléaire est beaucoup plus complexe qu’on ne le pensait auparavant.
Le professeur Paul Stevenson, théoricien principal de l’étude de l’Université de Surrey, a déclaré: « Ces expériences très sensibles ont jeté un nouvel éclairage sur quelque chose que nous pensions très bien comprendre, nous présentant le nouveau défi de comprendre les raisons. que les vibrations du noyau de plomb-208, lorsqu’elles sont excitées pendant les expériences, sont moins régulières qu’on ne le supposait précédemment.
L’étude, qui a réuni une équipe d’experts des principaux centres de recherche sur la physique nucléaire à travers l’Europe et l’Amérique du Nord, remet en question les principes fondamentaux de la physique nucléaire et ouvre de nouvelles voies pour la recherche sur la stabilité nucléaire, l’astrophysique et la mécanique quantique.
Plus d’informations:
J. Henderson et al, Déformation et collectivité en double magie 208pb, Lettres d’examen physique (2025). Doi: 10.1103 / PhysRevlett.134.062502