Une pièce manquante du puzzle semble avoir été posée. Le programme allemand FAIR, qui rassemble quelque 3 000 chercheurs venus de 50 pays différents, vient de faire une découverte inattendue : dans le tableau nucléaire, il existe des isotopes qui réagissent à la fission de manière étrange. D’après Interesting Engineering, au lieu de se diviser en deux morceaux de masse similaire, leurs noyaux se cassent inégalement. C’est ce que l’on appelle une « fission asymétrique ».
Quand des noyaux explosent de manière inhabituelle
Un processus de fission – qu’il ait lieu dans le cadre d’un réacteur nucléaire ou lors d’une réaction naturelle – provoque la séparation d’un noyau atomique lourd en deux morceaux plus petits et plus légers. Habituellement, cela donne lieu à deux noyaux de masses relativement similaires.
Grâce à une installation expérimentale, les chercheurs ont utilisé un faisceau d’uranium-238 accéléré à 87,6 % de la vitesse de la lumière, qu’ils ont dirigé sur une cible de plomb pour provoquer des réactions de fission. Les fragments produits ont ensuite été séparés, mesurés et analysés grâce à des détecteurs très précis capables de suivre leur trajectoire, leur charge et leur vitesse. L’expérience a duré dix jours et a généré des téraoctets de données. En observant ces données, les scientifiques ont pu identifier plus de 100 isotopes dits « exotiques » et ont remarqué qu’une partie d’entre eux subissaient une fission asymétrique. Ils ont également constaté que beaucoup des fragments produits étaient des atomes de krypton, un élément chimique très rare, présent sous forme de gaz dans l’atmosphère terrestre.
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Vers une meilleure compréhension du processus de fission nucléaire
« Au-delà de la cartographie de ce phénomène inédit, nos résultats améliorent notre compréhension des processus de fission, tant terrestres que cosmiques », a déclaré Pierre Morfouace du CEA, en France, qui a participé à ces travaux dans le communiqué.
En effet, si cette découverte peu paraître très technique, elle est d’une importance capitale pour la physique fondamentale. Elle peut notamment servir à améliorer les modèles théoriques qui prédisent comment les noyaux atomiques se cassent en morceaux, ce qui impacte directement notre compréhension de la formation des éléments dans l’Univers, notamment lors des explosions de supernovas. Les chercheurs comptent poursuivre leurs travaux avec de nouvelles installations pour mieux étudier la matière nucléaire dans des conditions extrêmes.