NUCLÉAIRE (PHYSIQUE)Noyau atomique
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Forme d'équilibre des noyaux
La méthode la plus courante pour obtenir des renseignements sur la forme, ou plus exactement les dimensions, des noyaux, consiste à diriger un faisceau de particules sur une cible contenant l'élément qu'on cherche à étudier, de façon à mesurer, à l'aide de détecteurs, la distribution angulaire des particules diffusées par les noyaux cibles. Si l'accélérateur utilisé délivre des particules de longueur d'onde appropriée, on obtient ainsi une sorte de radioscopie du noyau de l'élément considéré. C'est déjà de cette façon que Rutherford – reprenant les expériences de Geiger et Marsden effectuées avec des particules α issues de sources radioactives – remit en cause les anciens modèles de l'atome (J. J. Thomson) et proposa l'existence d'un noyau central.
Les particules de prédilection pour entreprendre ces mesures sont les électrons de quelques centaines de mégaélectronvolts (λ < 1 fm). Ils permettent, en effet, une analyse très rigoureuse des résultats dans la mesure où, à ces énergies, ils ne subissent, avec les nucléons, que l'interaction électromagnétique connue de façon très précise. L'expression qui reproduit assez bien la distribution de charge des noyaux, obtenue par transformée de Fourier de la distribution angulaire de leur diffusion élastique, est :

Densité de charge de quelques noyaux. L'échelle a été réduite dix fois pour l'hydrogène.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Comme la diffusion élastique est comparable à une pose photographique (ΔE = 0 correspond à Δt = ∞), elle ne fournit pas la forme exacte des noyaux mais son enveloppe dans une sphère. Pour l'obtenir, on exploite d'autres méthodes complémentaires. La plus connue est celle qui consis [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 16 pages
Écrit par :
- Luc VALENTIN : professeur à l'Institut de physique nucléaire, université de Paris-VII
Classification
Autres références
« NUCLÉAIRE PHYSIQUE » est également traité dans :
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques
On connaît actuellement des centaines de noyaux atomiques. Chacun est représenté par son nombre atomique Z, c'est-à-dire le nombre de protons qu'il contient, et par son nombre de masse A, qui correspond au nombre total de ses nucléons (protons ou neutrons). Des éléments contenant le même nombre de protons mais possédant des nombres de masse différents sont d […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes
Dans le chapitre « Chimie et physique nucléaires » : […] De même que le chimiste doit provoquer des réactions à partir de corps purs et séparer ensuite les produits formés, le chimiste nucléaire qui étudie une réaction nucléaire donnée doit la réaliser à partir de partenaires isotopiquement purs et identifier totalement (éléments et isotopes) les produits de réaction. En ce qui concerne la cible, on utilise soit un élément mono-isotopique ( 27 Al, 197 A […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds
Les faisceaux d'ions de numéro atomique Z supérieur à 3 (du lithium à l'uranium) constituent des sondes particulièrement intéressantes de la matière nucléaire. Les techniques de préparation de sources ionisées et d'accélération des faisceaux ont permis de fournir aux physiciens les moyens de sonder les multiples formes d'existence du noyau atomique et d'investiguer les mécanism […] Lire la suite
ALPHA RAYONNEMENT
Rayonnement le moins pénétrant émis par les substances radioactives, sous la forme de noyaux d'hélium 4. Il avait été reconnu dès 1903 par Ernest Rutherford comme formé de particules chargées positivement et de masse proche de celle de l'atome d'hélium. La théorie de la désintégration alpha fut proposée en 1927 par George Gamow, Ronald Gurney et Edward U. Condon. La réaction ( A , Z ) → ( A — 4, […] Lire la suite
ANTIMATIÈRE
Dans le chapitre « Antimatière en laboratoire » : […] Les particules de l'espace interplanétaire arrivant dans l'atmosphère y subissent des collisions et modifient ainsi l'énergie des particules qu'elles rencontrent. Si leur vitesse est suffisante, elles peuvent créer des paires électron- positon au cours de ces chocs, en libérant leur énergie cinétique. Ce sont les positons créés par ce processus qui ont été observés par Anderson. C'est seulement en […] Lire la suite
ASTRONOMIE
Dans le chapitre « 1900-1950 : les débuts de l'astronomie contemporaine » : […] Il est quelque peu arbitraire de faire commencer avec le xx e siècle l'astronomie contemporaine et ses grands instruments. Les premiers grands télescopes sont bien antérieurs, puisque ceux de William Herschel datent de la fin du xviii e siècle et que William Parsons (lord Rosse, 1800-1867) achève en 1845 en Irlande un télescope géant de 182 centimètres d'ouverture, le plus grand télescope à miro […] Lire la suite
BÊTA RAYONNEMENT
Forme de radioactivité dans laquelle un noyau émet un électron et un antineutrino (rayon bêta moins) ou un positron et un neutrino (rayon bêta plus). Ce processus donne naissance à un autre noyau ayant un neutron de moins et un proton de plus que le noyau initial. Les travaux de Wolfgang Pauli, Francis Perrin et Enrico Fermi permirent de comprendre en 1932-1934 que la désintégration bêta moins ét […] Lire la suite
BETHE HANS (1906-2005)
Le physicien nucléaire américain Hans Bethe, né le 2 juillet 1906 à Strasbourg, dans une Alsace alors allemande, est décédé le 6 mars 2005 dans sa maison d'Ithaca (État de New York), près de l'université Cornell où il mena la plus grande part de ses recherches. Avec lui disparaît un des derniers acteurs de la révolution quantique qui transforma profondément la physique fondamentale pendant les pr […] Lire la suite
BLOCH FELIX (1905-1983)
Physicien d'origine suisse né le 23 octobre 1905 à Zurich, mort le 10 septembre 1983 à Zurich. Naturalisé américain (1939), professeur à l'université Stanford (Californie), Prix Nobel de physique (avec E. M. Purcell, 1952), Bloch a effectué de nombreux travaux théoriques et parfois expérimentaux, en physique de la matière condensée particulièrement. Il est un des créateurs de la méthode de la rés […] Lire la suite
BOHR AAGE (1922-2009)
Né le 19 juin 1922 à Copenhague et mort le 8 septembre 2009 dans sa ville natale, Aage Bohr est le quatrième fils du pionnier de la physique atomique, Niels Bohr (Prix Nobel de physique en 1922), et côtoie dès son enfance tous les fondateurs de la physique quantique qui séjournaient fréquemment à l'Institut de physique théorique de Copenhague (qui deviendra plus tard l'institut Niels-Bohr) où la f […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Luc VALENTIN, « NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Noyau atomique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-noyau-atomique/