Faits marquants 2005
Les nucléons (proton ou neutron) sont les constituants du noyau atomique, et possèdent tous un spin dont la valeur est ½. Les constituants des nucléons, les quarks et les gluons, possèdent eux aussi un spin, mais la contribution de chacun d’eux à celui du nucléon reste énigmatique. Au Cern, l’expérience Compass mesure ΔG/G(x), la polarisation des gluons dans le nucléon, qui est reliée à la contribution des spins des gluons au spin du nucléon. Compass vient de publier sa première mesure précise de ΔG/G(x) : Surprise, sa trop faible valeur pourrait bien annoncer une nouvelle crise du spin.
En 2003, on observait pour la première fois une particule constituée de plus de deux ou trois quarks. Cette nouvelle particule formée de 5 quarks, le pentaquark θ+, a été mise en évidence par trois expériences au Japon, en Russie puis aux USA et depuis cette date plusieurs expériences tentent de confirmer cette observation. Selon la théorie, l’existence du θ+ implique celle d’autres particules à 5 quarks. L’observation par une expérience d’un autre pentaquark, nommé Φ, dont deux de cinq quarks sont appelés quarks étranges, semblait en accord avec ce modèle. Pourtant dix autres expériences, dont Compass dans laquelle le Dapnia est fortement engagé, ne confirment pas cette observation.
De quelles façons les propriétés des quarks, ultimes constituants de la matière, influencent- elles les composants du noyau atomique, les nucléons ? L’expérience Compass au Cern, qui prend des données depuis 2002, nous livre ses premiers résultats : une évaluation deux fois plus précise de la contribution du moment magnétique intrinsèque des quarks (le spin) à celui du nucléon et une première mesure des effets dits « de spin transverse ».
L’étude des actinides mineurs constitue, aujourd’hui, un intérêt majeur pour la gestion des déchets de l’industrie nucléaire. Les noyaux de curium, formés à partir des isotopes d’américium, sont, en particulier, extrêmement difficiles à manipuler et à stocker du fait de leur forte activité. C’est pourquoi les scénarios futurs de production d’énergie par le nucléaire prennent en compte la formation de ces noyaux et essaient de réduire leur production, voire de les incinérer. Or un passage obligé pour former ces éléments lourds est l’américium 244 dont il convient de connaître, avec précision, les taux de formation et les temps de vie de son état fondamental 244gsAm et de son état métastable 244mAm. Grâce à une collaboration entre des équipes du Service de physique nucléaire du Dapnia et du Service de systèmes et technologies pour la mesure du Detecs (CEA/DRT/LIST), l’état métastable 244mAm a pu être étudié dans une mesure par activation neutronique.
