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Spectroscopie des noyaux riches en protons

(septembre 2012)

Lorsqu’on s’éloigne de la vallée de stabilité beta, l’énergie disponible pour la décroissance radioactive (chaleur de réaction Qbeta) augmente et, pour des noyaux riches en protons, l’énergie de séparation SP diminue. La décroissance (\beta+ ou capture électronique CE) peut ainsi peupler des états excités du noyaux fils au dessus de SP, et le noyau ainsi obtenu est alors susceptible d’émettre un proton. Lorsque l’énergie d’excitation augmente, l’émission retardée d’un proton (après décroissance \beta) vient concurrencer puis remplacer la désexcitation électromagnétique (émission \gamma). Pour les plus exotiques d’entre eux, l’émission retardée de 2 ou 3 protons devient possible (\beta-2p. \beta-3p).


Schéma illustrant les décroissances beta exotiques pour les noyaux très riches en protons

Les noyaux sont produits par fragmentation et implantés dans un ensemble de détecteurs silicium, ou par technique ISOL et déposés au centre du système de détection.

La mesure des énergies des protons et du rayonnement gamma émis au cours de la décroissance permet la reconstruction du schéma de décroissance. Ce type d’étude spectroscopiques permet d’étudier une quantité d’informations telles que :
- les durées de vie ;
- la distribution de la force de transition beta ;
- les différences de masse des états fondamentaux ou des états analogues par IMME ;
- le mélange d’isospin des états émetteurs proton ;
- la recherche de l’émission directe de 2 protons (qui ne passe pas par un état intermédiaire) ;
- ...