NEUTRON

Le neutron est, avec le proton, une particule constitutive du noyau atomique. Un noyau (Z, A), de numéro atomique Z et de nombre de masse A, est un assemblage constitué de briques élémentaires de deux types différents : Z protons et A—Z neutrons. Ces deux particules jouent donc un rôle fondamental dans tous les processus qui mettent en jeu les noyaux. Le neutron est une particule dont les dimensions (environ 0,5 × 10^—15 m) sont telles qu'il convient d'utiliser la mécanique quantique pour le décrire ; il possède des particularités spécifiques qui en font un outil de choix pour d'innombrables applications.

Découverte du neutron

L'histoire de sa découverte débute en 1911, lorsqu'Ernest Rutherford montre que la quasi totalité de la masse de l'atome est concentrée dans un volume très faible au centre de celui-ci. Une révolution est en route : l'atome vient de perdre son statut de particule insécable, et l'idée de noyau atomique vient de naître. Dans les années suivant la découverte du noyau, les physiciens considèrent celui-ci comme formé de A protons et de (A—Z) électrons internes. En particulier, on pense qu'il existe un état lié d'un proton (p) et d'un électron (e), prototype du neutron. Ce modèle soulève des difficultés, mais la quête de cet état s'engage. La première percée est due à Walther W. Bothe et H. Becker en 1930 ; en bombardant du béryllium avec des particules α, ces physiciens produisent un rayonnement neutre très pénétrant, qu'ils interprètent comme un rayonnement γ très dur. Les Joliot-Curie reprennent cette étude sur d'autres réactions et confirment le phénomène en conservant la même interprétation. Un mois plus tard, au début de 1932, James Chadwick, par une analyse rigoureuse du recul des noyaux bombardés par ce rayonnement, parvient à montrer que celui-ci est le fait d'une particule neutre, de masse voisine de celle du proton ; il la nomme neutron (n) et reçoit le prix Nobel en 1935 pour cette découverte capitale.

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