Unexpected shape of lead-208 nucleus prompts reevaluation of atomic nuclei models
La forme inattendue du noyau de plomb 208 incite à réévaluer les modèles de noyaux atomiques
par l'Université de Surrey
Valeurs moyennes (points) et régions de confiance correspondant à 1 σ (lignes pleines) et 2 σ (lignes pointillées) pour les éléments de matrice ⟨ 0 +1 | E3 | 3 −1⟩ et ⟨ 3 −1| E2 | 3 −1⟩ (en haut), et les éléments de matrice ⟨ 0 +1| E2 | 2 +1⟩ et ⟨ 2 +1| E2 | 2 +1⟩ (en bas). Crédit : Physical Review Letters (2025). DOI : 10.1103/PhysRevLett.134.062502
Une collaboration de recherche internationale dirigée par le groupe de physique nucléaire de l'université de Surrey a renversé la croyance de longue date selon laquelle le noyau atomique du plomb-208 (²⁰⁸Pb) est parfaitement sphérique. Cette découverte remet en question les hypothèses fondamentales sur la structure nucléaire et a des implications de grande portée pour notre compréhension de la formation des éléments les plus lourds de l'univers.
Le plomb-208 est exceptionnellement stable car il s'agit d'un noyau « doublement magique » — et il est le plus lourd que nous connaissions. Cependant, une nouvelle étude publiée dans Physical Review Letters a utilisé une sonde expérimentale de haute précision pour examiner sa forme et a découvert qu'au lieu d'être parfaitement sphérique, le noyau du plomb-208 est légèrement allongé, ressemblant à un ballon de rugby (sphéroïde allongé).
Le Dr Jack Henderson, chercheur principal de l'étude à l'École de mathématiques et de physique 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 de faire cette observation difficile. Ce que nous avons vu nous a surpris, démontrant de manière concluante que le plomb-208 n'est pas sphérique, comme on pourrait le supposer naïvement. Ces résultats remettent directement en cause les résultats de nos collègues en théorie nucléaire, offrant une voie passionnante pour les recherches futures. »
À l'aide du spectromètre à rayons gamma GRETINA de pointe du 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, ce qui équivaut à faire le tour de la Terre toutes les secondes. Les interactions ont créé des empreintes uniques de rayons gamma des propriétés des états quantiques excités dans les noyaux de plomb 208 (en d'autres termes, les noyaux ont été énergisés), qui, à leur tour, ont été utilisées pour déterminer leur forme.
Les physiciens théoriciens, notamment ceux du Surrey Nuclear Theory Group, réexaminent actuellement les modèles utilisés pour décrire les noyaux atomiques, car les expériences suggèrent que la structure nucléaire est bien 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 extrêmement sensibles ont jeté un nouvel éclairage sur quelque chose que nous pensions très bien comprendre, nous présentant le nouveau défi de comprendre les raisons de ce phénomène. Il est possible que les vibrations du noyau de plomb 208, lorsqu'il est excité pendant les expériences, soient moins régulières qu'on ne le pensait auparavant. Nous affinons maintenant nos théories pour déterminer si ces idées sont exactes. »
L’étude, qui a réuni une équipe d’experts issus de centres de recherche en physique nucléaire de premier plan en Europe et en Amérique du Nord, remet en question les principes fondamentaux de la physique nucléaire et ouvre de nouvelles voies de recherche sur la stabilité nucléaire, l’astrophysique et la mécanique quantique.
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TRADUCTION DU RESUME SCIENCE X
La forme inattendue du noyau de plomb 208 incite à réévaluer les modèles de noyaux atomiques
Une collaboration internationale de recherche dirigée par le groupe de physique nucléaire de l'Université de Surrey a renversé la croyance de longue date selon laquelle le noyau atomique de plomb 208 (²⁰⁸Pb) est parfaitement sphérique. Cette découverte remet en question les hypothèses fondamentales sur la structure nucléaire et a des implications de grande portée pour notre compréhension de la formation des éléments les plus lourds de l'univers.
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MON CXOMMENTAIRE
Les résultats proposé par l article ne m étonnent pas !
Avec 41 paires de protons et 63 paires de neutrons, le noyau de plomb 208 est le dernier et le plus lourd des noyaux très stables, dits « doublement magiques », dans lesquels les « couches » de protons et de neutrons, disposées comme dans un oignon, sont toutes complètes. voir ma figue sur les isotopes naturels et articiels
En fait il semble logique que les 41 protons stables "" noyés '' dans la '' soupe ''des 167 neutrons métastables ne soit pas ''tiraillés de vibrations dissymétriques ....
(De plus le nobre des protons est impair dans le 208...la reùmarque des ateurs est pertinante et ces phénomènes pourraient s' accroitre ) lorsque l 'ampleur des noyau augment avec le Z .
More information: J. Henderson et al, Deformation and Collectivity in Doubly Magic 208Pb, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.062502
Journal information: Physical Review Letters
Provided by University of Surrey
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