Noyaux super-lourds et incertitudes
Stage en physique nucléaire expérimentale
L’une des questions clés en physique nucléaire est la limite d’existence des noyaux. Dans la nature on trouve des noyaux de numéro atomique pouvant atteindre 92 avec des isotopes de durée de vie plus grand que l’âge de la Terre (environ 300). D’autres noyaux ont été créés par l’homme. Juqu’à quel numéro atomique peut-on aller ?
Selon le modèle simple de la goutte liquide, le nombre de protons devient trop important et la barrière de fission s’annule totalement laissant le noyau fissionner spontanément. Néanmoins, le caractère quantique des nucléons à l'intérieur du noyau et l'organisation 'en couches' qui fait que le noyau gagne un surcroît de stabilité lui permet alors son existence très brève au delà de la limite classique Z=104. On entre alors totalement dans le domaine des noyaux super-lourds (ou transfermiums avec Z>100) qui ne doivent leur existence qu'à la présence des effets de couches. Depuis la première découverte d'un élément transuranien en 1939, ce sont aujourd'hui plus de 25 nouveaux éléments qui ont été observés jusqu'au Z=118.
Les laboratoires participant à cette course aux éléments super-lourds sont répartis au Japon, Russie, Allemagne, Etats-Unis et la France rentrera prochainement dans cette synthèse d’éléments très exotiques avec un accélérateur de nouvelle génération couplé avec un Super-Spectromètre-Séparateur (S3) à Caen. En effet, avec l’avènement de faisceaux encore plus intenses, on pourra prochainement dans le cadre de SPIRAL2 atteindre des isotopes encore inconnus mais prédits théoriquement.
L’une des difficultés majeures de caractérisation de ces noyaux est leur très faible production ainsi que leur identification par chaîne de décroissance radioactive. La rareté des évènements observés nous oblige à revisiter le calcul d’incertitude en utilisant de nouvelles techniques dites bayésiennes spécialement adaptées.
Pendant ce stage l’étudiant(e) se familiarisera avec le calcul d’incertitude respectant les normes internationales et appliquera ces méthodes aux résultats expérimentaux.
Compétences souhaitées : Intérêt pour la physique nucléaire et la métrologie
Contacts :
| • Christelle Stodel | GANIL, BP 5027, 14 076 Caen cedex 05 |
| Tél. 02 31 45 46 46 | Fax : 02 31 45 44 21 | e-mail : christelle.stodel_at_ganil.fr |
| • David Boilley | GANIL, BP 5027, 14 076 Caen cedex 05 |
| Tél. 02 31 45 47 81 | Fax : 02 31 45 44 21 | e-mail : boilley_at_ganil.fr |
