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Ce noyau atomique en forme de pastèque se brise d’une façon totalement inédite

Auteur: Mathieu Gagnon

2025-09-02 11:09:47

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Crédit: freepik

Le monde est plein de mystères, mais les plus grands se cachent parfois dans les choses les plus petites. Imaginez un instant que l’on puisse regarder au cœur d’un atome. On y verrait un petit noyau, un peu comme le noyau d’un fruit. Des scientifiques viennent de découvrir un de ces noyaux avec une forme et un comportement complètement fous : il ressemble à une pastèque et se désintègre d’une manière presque jamais vue. C’est bien plus qu’une simple curiosité, ça pourrait changer notre façon de comprendre la matière qui nous compose.

L'astate, l'élément le plus rare sur terre

Pour comprendre cette découverte, il faut d’abord parler d’un élément très spécial : l’astate. C’est un peu le fantôme du tableau périodique que l’on voyait à l’école. Pourquoi un fantôme ? Parce qu’il est incroyablement rare. On estime qu’il y a moins d’un gramme d’astate sur toute la planète à un instant T. Il n’existe pas vraiment à l’état naturel, il n’apparaît que lorsque d’autres éléments plus lourds se désintègrent, et il disparaît presque aussitôt. Tous ses isotopes (ses différentes versions) sont radioactifs et ont une durée de vie très, très courte, de quelques heures à quelques milliardièmes de seconde. C’est vous dire la difficulté pour l’étudier.

Une nouvelle version de l'astate qui sort de l'ordinaire

Des chercheurs en Finlande ont réussi à créer une nouvelle version de cet élément, qu’on appelle astate-188. Ce n’est pas n’importe quelle version. C’est d’abord le plus léger des astates jamais observés. Mais le plus dingue, c’est sa façon de se désintégrer. En général, les noyaux atomiques instables se stabilisent en éjectant des paquets de particules (des neutrons et des protons ensemble) ou des électrons. Lui, non. Il se débarrasse d’un unique proton. C’est ce qu’on appelle l’émission de proton, un phénomène extrêmement rare. Et l’astate-188 est maintenant le noyau le plus lourd connu à faire ça. C’est un peu comme voir quelqu’un quitter une pièce en passant à travers le mur au lieu de prendre la porte.

La recette pour créer un atome fantôme

Alors, comment ont-ils fait pour créer quelque chose d’aussi fugace ? Ce n’est pas une mince affaire. Dans leur laboratoire, ils ont utilisé un accélérateur de particules, une machine gigantesque. Ils ont projeté un faisceau d’atomes de strontium (un autre élément) à très grande vitesse sur une cible en argent. En gros, ils ont fait une collision frontale entre deux types d’atomes. De cette fusion est né ce nouvel atome d’astate, très instable. Il a fallu ensuite l’isoler et l’analyser en une fraction de seconde avec des instruments ultra-précis avant qu’il ne disparaisse. Un véritable exploit technique.

Et là, surprise : il a la forme d'une pastèque

Pour comprendre ce qu’ils observaient, les scientifiques ont utilisé des modèles informatiques très complexes. Et c’est là que la plus grande surprise est arrivée. Leurs calculs ont montré que le noyau de cet astate-188 n’était pas rond comme une bille. Non, il est déformé, allongé. La meilleure image pour le décrire, c’est celle d’une pastèque ou d’un ballon de rugby. On appelle ça une forme de sphéroïde prolate. Personne ne s’attendait vraiment à ça. C’est la première fois qu’on observe une telle forme associée à ce type de désintégration.

Pourquoi cette forme est-elle si importante ?

On pourrait se dire que c’est juste une histoire de forme. Mais en physique, la forme est dictée par les forces qui tiennent les choses ensemble. Si ce noyau est allongé comme une pastèque, c’est que les forces à l’intérieur s’organisent d’une manière que l’on ne connaissait pas bien. Les chercheurs pensent que cela pourrait être dû à une interaction totalement inédite dans les noyaux lourds. En d’autres termes, c’est peut-être la première preuve d’une nouvelle règle du jeu au cœur de la matière. C’est un peu comme découvrir une nouvelle loi de la physique, mais à une échelle minuscule.

Et maintenant, que va-t-il se passer ?

Cette découverte n’est que le début. Les scientifiques veulent maintenant en savoir plus. Ils doivent refaire l’expérience pour confirmer leurs observations sur l’astate-188 et essayer de comprendre d’où vient cette forme bizarre. Et ils ont déjà une autre idée en tête : essayer de créer un autre isotope encore inconnu, l’astate-189. Qui sait, peut-être qu’il se comportera de manière encore plus étrange ! Chaque nouvelle découverte comme celle-ci est une petite pièce de plus dans le grand puzzle de l’Univers.

Conclusion : les petits mystères font les grandes découvertes

Finalement, cette histoire de noyau en forme de pastèque nous rappelle une chose merveilleuse. Même en 2024, il reste tant de choses à découvrir. On explore l’espace, les galaxies lointaines, mais les plus grands secrets se trouvent peut-être juste là, dans les briques fondamentales qui nous constituent. Un petit noyau d’atome, invisible et éphémère, vient de nous montrer que nous sommes loin d’avoir tout compris. Et c’est ça qui est passionnant dans la science : il y a toujours une nouvelle porte à ouvrir, une nouvelle surprise qui nous attend.

Selon la source : sciencealert.com