DINEUTRON

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Un nouveau mode de désintégration nucléaire vient d'être observé par une équipe de physiciens américains, dirigée par Artemis Spyrou, du cyclotron supraconducteur de l'université du Michigan à East Lansing. Ils ont en effet observé l'émission d'une paire de neutrons par l'isotope 16 du béryllium, un isotope très riche en neutrons puisque son noyau ne contient que quatre protons mais douze neutrons (l'isotope le plus commun ne contient que 5 neutrons). Les noyaux, dont les caractéristiques (en particulier, la différence entre les nombres de neutrons et de protons) sont éloignées des isotopes les plus communs, se désexcitent en général par émissions successives de protons ou de neutrons, accompagnées éventuellement d’un rayonnement alpha, bêta ou gamma. Plusieurs observations controversées d'émission simultanées de deux protons ont été annoncées ces dernières années. L'observation d'Artemis Spyrou et de ses collaborateurs est le premier exemple d'émission d'un « di-neutron ». L'expérience a consisté d'abord à précipiter un faisceau d'ions de néon accélérés par le cyclotron sur une cible de béryllium et d'en extraire un faisceau radioactif constitué principalement d'ions de bore 17. Cet élément a été sélectionné pour la richesse de son halo de neutrons, dont on pense qu'il contient notamment des paires fortement corrélées de neutrons (des dineutrons). L'expulsion d'un proton du noyau de bore 17 donne naissance à l'isotope de béryllium 16 dont un détecteur spécialisé examine les fragments. L'instrument central de ce détecteur, appelé Mona (modular neutron array, ensemble modulaire de détection neutronique) placé 8 mètres environ en aval de la cible, précédé de murs de scintillateurs plastiques, a permis de reconstruire la géométrie et la cinématique des désintégrations. Le spectre des corrélations entre les angles d'émission des neutrons démontre que la désintégration observée n'est pas séquentielle ; c'est bien par l'émission d'un dineutron que le béryllium 16 se désintègre.

—  Bernard PIRE

Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « DINEUTRON », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/dineutron/