Nuclides radioactifs, trouvé dans le noyau d'un atome, tous partagent une caractéristique commune :ils ont trop ou trop peu de neutrons pour être stables. Dans une nouvelle revue publiée dans EPJ A , Maria Jose Borges et Karsten Riisager expliquent comment surmonter les difficultés techniques liées à l'accélération de tels faisceaux de noyaux radioactifs peut aider à repousser les limites de la recherche en physique nucléaire. Ce sujet passionnant est le premier EPJ A papier à soumettre à un processus d'arbitrage ouvert, où les commentaires de l'arbitre sont inclus.

Les auteurs décrivent comment le nouveau projet du CERN HIE-ISOLDE atteindra les niveaux d'énergie nécessaires pour que deux noyaux surmontent la répulsion électrique entre eux - appelée barrière de Coulomb. Cela signifie qu'il sera possible de concevoir des outils expérimentaux pour explorer à la fois les degrés de liberté des noyaux radioactifs monoparticulaires et collectifs. Cela améliorera notre compréhension de la dualité unique des degrés de liberté, qu'aucun autre état de la matière ne présente.

Les noyaux radioactifs sont générés au CERN, près de la frontière franco-suisse, via l'installation en ligne de séparateur de masse d'isotopes (ISOLDE), qui est une source unique de faisceaux de basse énergie. Spécifiquement, le projet HIE-ISOLDE vise à élever l'énergie maximale des particules accélérées au-delà de la barrière de Coulomb, à plus de 10 mégaélectrons-volts/unités de masse atomique (MeV/u).

Dans cette revue, les auteurs retracent l'historique du projet puis expliquent la nature de l'accélérateur linéaire supraconducteur utilisé dans HIE-ISOLDE, donnant plus de détails sur la façon dont les physiciens prévoient d'améliorer la qualité et l'intensité du faisceau. Ensuite, l'équipe envisage également d'ajouter des cavités supraconductrices permettant une décélération des faisceaux pour mieux contrôler l'énergie optimale pour chaque réaction et les adapter, par exemple, aux conditions trouvées dans les étoiles pour les études d'astrophysique. De nombreuses autres demandes sont en attente et la revue propose un échantillon d'études prévues.

Finalement, les physiciens visent à avoir un « faisceau de numérotation d'un noyau radioactif » de la même qualité que les faisceaux de noyaux stables.