Charting Terra Incognita
CONTEXTE SCIENTIFIQUE :
Les noyaux atomiques sont formés de nucléons, protons et neutrons, composés de quarks interagissant fortement via des gluons. « Quelle est la structure de ces objets complexes, particules et noyaux ? » demeure une question fondamentale qui a d’importantes conséquences pour notre compréhension du Cosmos. Le nouveau défis de la physique subatomique est l’exploration des noyaux exotiques, élément et isotopes pas assez stable pour avoir survécu sur Terre. Les noyaux exotiques peuplent de vastes régions de la carte des noyaux où de nombreux phénomènes inattendus ont récemment été découverts. Les noyaux exotiques actuellement synthétisés en laboratoire permettent de très grandes variations de la proportion de neutrons et de protons qui sont nécessaires pour révéler la véritable nature du monde subatomique.
LE PROJET :
Grâce au projet emblématique Charting Terra Incognita, des innovations clés en matière de détection et de R&D dans les laboratoires de P2IO ont été et sont encore mises en œuvres : lors de premières expériences sur la plateforme Alto à Orsay sur les masses, rayons, spins, formes, moments et durées de vie des états nucléaires fondamentaux et excités des noyaux exotiques puis sur l'installation maintenant active Spiral-2 au Ganil.
La mesure de ces propriétés fondamentales sur une large gamme de la carte nucléaire permet de tester les modèles théoriques. Les états à une seule particule dans les noyaux sont décisifs à cet égard et un outil puissant pour leur élucidation est l'étude des noyaux exotiques dans des états orientés en spin. Ces états peuvent être obtenus par orientation nucléaire en ligne avec le dispositif Polarex. En même temps, un spectromètre de masse à piège de Penning MLLTrap avec des capacités de détection de haute précision a été installé. Un nouveau montage pour la spectroscopie laser colinéaire Lino donne désormais accès aux rayons de charge et aux moments électromagnétiques des états isométriques dans les noyaux exotiques.
L'expérience acquise avec ces différentes installations sera appliquée au programme de physique des produits de fission et d'évaporation de fusion, ensuite étendu à des éléments plus riches en protons ainsi qu'à des éléments super lourds au spectromètre S3 couplé à la zone Desir au Ganil. Un effort est donc particulièrement fait sur la préparation des premières expériences à S3, visant les propriétés fondamentales de l'état fondamental nucléaire (masses, durée de vie, moment magnétiques...) ainsi que des informations structurelles détaillées qui ne sont disponibles que par des mesures spectroscopiques de précision.
