VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

chapitre 3-A
le noyau comme
laboratoire microscopique
des processus fondamentaux
1. Indépendance et symétrie
de charge dans les systèmes
simples p 103
2. Indépendance et symétrie de
charge déduite des énergies
coulombiennes des noyaux p 104
3. La parité p 104
4. Renversement du temps .. p 105
Le noyau en tant qu'agrégat de nucléons confinés
dans un petit volume, et possédant des propriétés
spectroscoplques mesurées avec précision permet
souvent la vérification de processus fondamentaux
concernant les interactions fortes, les Interactions
électromagnétiques et faibles avec une
précision qui dépasse souvent celle qu'on peut
obtenir en observant les collisions des particules
élémentaires. C'est ainsi qu'on a recours 4 l'étude
des noyaux pour vérifier certaines lois d'Invariance
(parité, isospln. renversement du temps) et leur
degré de violation. Le noyau peut aussi servir de
réservoir de nucléons pour moduler certains processus
fondamentaux. Telles étaient lea expériences
visant à déceler i'existenee d'un méson lourd
médiateur pour l'interaction entre le photon de
très haute énergie et la matière nucléaire. Enfin II
règne au voisinage du noyau des champs électriques
extrêmement intenses. En particulier lorsque
deux ions entrent en collision leurs charges conjuguées
peuvent dépasser 137 et cela doit permettre
l'étude d'effets de polarisation du vide par les
champs coulombiens Intenses (voir chapitre 2C-1 :
Réactions et excitations par ions très lourds).
Nous allons discuter ici les lois d'invariance, dans
la mesure où la physique nucléaire peut contribuer
à en vérifier le respect et la violation.
1. l'indépendance de charge
et la symétrie de charge
dans les systèmes simples
On parle de la symétrie de charge pour exprimer
que, dans un état donné, la force nn entre deux
neutrons est la même que la force nucléaire (coulomb
soustrait) pp entre deux protons. Pour soustraire
l'effet de la force coulombienne d'un processus
où deux protons entrent en interaction on a recours
è des modèles de sorte que la symétrie de
charge n'est jamais qu'approximative dans la nature.
La faiblesse de l'interaction électromagnétique
rend plus facile cette soustraction de sorte
qu'on peut espérer faire une analyse assez fine
des données expérimentales pour détecter la violation
de la symétrie de charge dans les forces
nucléaires.
On parle de l'indépendance de charge pour exprimer
en outre que, dans le même état, la force
np entre un proton et un neutror est la même que
la force nn et pp.
Les analyses les plus précises concernent les longueurs
de diffusion et les portées effectives dans
la diffusion "S» à basse énergie. Après correction
pour la force de coulomb, la polarisation du vide
et les Interactions magnétiques on trouve :
a„ = — (17.3 ± 0.2) fnt (longueur de diffusion)
r w = 2.83 ± 0.07 fm (portée effective)
et
a„„ = - (23.515 =fc 0.013) fm
r„, = 2.76 ± 0.07 fm
La longueur de diffusion est, à cause de sa grande
valeur, une observable très sensible aux différences
entre les forces pp et np. Avec une force du
type Yukawa les résultats ci-dessus impliquent :
V 0 — V„ = (2.1 ± 0.5) %
L'jndépendance de charge est donc violée mais
V reste à examiner la symétrie de charge. La déter-
'nlnation des paramètres de la diffusion nn sont
difficiles à déterminer.
Les mesures les plus récentes de la longueur de
diffusion nn dans la voie 'S» ont donné :
Par la réaction JT- d -» 2 n i :
a,„ = — (16.4 * 1.6) fm
Par la réaction n (d, p) 2 n analysée à la Faddeev :
a.. = — (16.7 ± 1.5) fm
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