L’univers qui nous entoure est constitué de particules invisibles à l’œil nu, mais les physiciens continuent d’explorer ce domaine mystérieux. Des recherches publiées dans Physical Review C par des chercheurs de l’Université Métropolitaine d’Osaka révèlent que la structure nucléaire d’un atome pourrait varier en fonction de la distance des protons et des neutrons par rapport au centre du noyau.
Une équipe composée de Maito Okada, étudiant diplômé, du professeur associé Wataru Horiuchi et du professeur Naoyuki Itagaki de l’École supérieure des sciences a comparé des calculs basés sur des modèles théoriques avec des données expérimentales existantes. Leur objectif était de déterminer si le titane-48, l’isotope le plus répandu du titane avec 22 protons et 26 neutrons, présente une structure de modèle en coquille ou une structure en amas alpha.
Alors que les modèles en coquille sont symétriques, les structures en amas alpha sont considérées comme ayant une particule alpha dans la région externe du noyau, ce qui entraîne une configuration asymétrique. Une particule alpha est identique à l’hélium, qui possède 2 protons et 2 neutrons. Lors de la désintégration alpha, cette particule est émise ; par exemple, le titane-48 se transforme en calcium-44 lors de ce type de désintégration.
L’équipe de l’Université Métropolitaine d’Osaka a calculé l’effet de collision des protons accélérés à haute énergie et des particules alpha sur le titane-48. Cette étude repose sur une théorie des réactions nucléaires, selon laquelle l’impact des protons sur un noyau reflète la structure près de la surface du noyau cible, tandis que la collision des particules alpha sur un noyau indique la structure des régions extérieures.
Les résultats indiquent que le titane-48 passe d’une structure de modèle en coquille à une structure en amas alpha en fonction de la distance au centre du noyau.
« Ces résultats remettent en question la compréhension traditionnelle de la structure nucléaire et pourraient fournir des indices sur le processus de désintégration alpha qui se produit dans les noyaux lourds, un phénomène qui reste non résolu depuis près d’un siècle », a déclaré avec enthousiasme le professeur Horiuchi, en faisant référence à la théorie de Gamow sur la désintégration nucléaire. « À l’avenir, nous souhaitons étendre les résultats obtenus grâce à cette recherche pour relever le défi de résoudre des problèmes liés aux noyaux plus lourds. »
