Une mystérieuse “bosse” nucléaire défie la physique
Des scientifiques du Laboratoire des accélérateurs de l’Université de Jyväskylä ont mesuré avec précision les masses atomiques des isotopes radioactifs du lanthane, révélant une anomalie inattendue dans leurs énergies de liaison nucléaire. Cette découverte éclaire la formation des éléments plus lourds que le fer et remet en question la structure nucléaire.
À l’installation IGISOL, les chercheurs ont produit des isotopes du lanthane riches en neutrons et de courte durée de vie, marquant une avancée majeure dans la mesure précise de leurs masses.
« En utilisant la résonance cyclotronique des ions par imagerie de phase, nous avons mesuré six isotopes du lanthane avec une précision exceptionnelle, y compris les premières mesures de lanthane-152 et lanthane-153 », explique le professeur Anu Kankainen, qui a dirigé l’étude.
Un phénomène observé dans les collisions d’étoiles à neutrons
En analysant des données de masse précises, les chercheurs ont examiné les énergies de séparation des neutrons des isotopes du lanthane, révélant des informations sur la structure nucléaire.
« Ce facteur est essentiel pour calculer les taux de capture des neutrons dans le processus r rapide lors des fusions d’étoiles à neutrons, comme observé dans la kilonova GW170817 », explique Kankainen.
Ils ont découvert une brusque « bosse » lorsque le nombre de neutrons est passé de 92 à 93, une anomalie inexpliquée.
Crédit : Tommi Sassi
« J’étais stupéfait », déclare le doctorant Arthur Jaries. « Les modèles actuels ne peuvent pas l’expliquer. Cela pourrait provenir d’un changement soudain de structure nucléaire, nécessitant une étude approfondie par spectroscopie laser ou nucléaire. »
Un besoin de modèles théoriques améliorés
Ces mesures de masse précises ont eu un impact significatif sur les modèles astrophysiques, modifiant les taux de réaction de capture des neutrons jusqu’à 35 % et réduisant les incertitudes liées à la masse d’un facteur 80 dans les cas extrêmes.
« Ces taux de réaction affinés sont cruciaux pour comprendre la formation du pic d’abondance des terres rares dans le processus r », note Kankainen. « Plus important encore, ils révèlent que les modèles actuels de masse nucléaire ne parviennent pas à prédire cette anomalie, mettant en évidence le besoin de nouveaux progrès théoriques. »
Lire l’article original : Scitechdaily
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