VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

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décennie) à. une extension progressive de ces données Jusqu'aux éléments de la région du fer. Il serait dès lors justifié de disposer d'une « cartographie > précise de toutes les réactions de spallation conduisant à tous les isotopes stables d'éléments jusqu'au fer. L'utilisation actuelle de données extrapolées de façon plus ou moins empirique est un pis aller très peu satisfaisant, et les valeurs expérimentales demeurent indispensables. Un tel programme est en cours — au moins pour l»s réactions les plus importantes — et se prolongera sans nul doute pendant de nombreuses années. Les réactions plus ou moins complexes du type spallation, ne sont pas les seules Importantes et Il est frappant de constater qu'une réaction simple comme a + a -» "Ll ou J Li ou 'Be, n'est pas encore mesurée au-dessus de 100 MeV malgré *n? Dtnsiti gm/em' son importance. La possibilité récente d'accélération d'ions lourds à 1 GeV par nucléon (voir chapitre 2D-3) ouvre des perspectives très intéressantes. On pourra en tout premier lieu calibrer les divers détecteurs utilisés pour le rayonnement cosmique ce qui est â l'heure actuelle impossible de façon satisfaisante. En second lieu l'on pourrait disposer de conditions favorables (cinématique, etc.) en intervertissant les rôles de la cible et du projectile pour mesurer certaines sections efficaces de spallation. Enfin, les sections efficaces de fragmentation d'ions lourds relativistes offrent elles-mêmes un grand intérêt (calculs des termes correctifs de propagation de rayons cosmiques dans l'atmosphère et dans les météorites). La détection des rayonnements t émis au cours Figure 2 — Le problème fondamental est de trouver une équation d'état donnant la coexistence entre phases, un exemple (dans un cas simplifié) est donné par la ligure 2. Le point A indique les conditions au centre du soleil. Les régions hachurées B et C sont respectivement celles qui prévalent au centre des naines blanches B et étoiles à neutrons C. La zone grisée Indique les conditions accessibles à l'expérimenta.;.. «•••—nr théorie ne prévolt la nature de la matière à une densité de 10" o/em'. (D'après M. n... ••?. Scientific American, 1871). 10»
LES INTERFACES : RELATIONS DE LA <strong>PHYSIQUE</strong> NUCLÉAIRE AVEC D'AUTRES DOMAINES ou à la suite de réactions de spallation serait importante dans le contexte des tentatives actuelles de détecter des émissions Y localisées dans le ciel (éruptions solaires, supernova, galaxies de Seyfert, etc.). 5. radioactivité et durée des processus cosmiques Un problème particulièrement important est celui des « horloges » ou « cosmomètres -, basés sur des phénomènes nucléaires de longue période qui permettent de déterminer des Ages A l'échelle cosmique. Quelques points méritent à cet égard de retenir l'attention : — De nouvelles méthodes expérimentales devraient permettre une redétermination des périodes de certains Isotopes à vie très longue. Par exemple le rhénium 187 a une période de 5.10'" ans qui n'est guère mieux connue qu'à un ordre de grandeur près. Pour le '"Be c'est grace a une nouvelle méthode expérimentale qu'une erreur substantielle (1, 6 au lieu de 2, 4 10* ans) a pu être récemment découverte. — Certains rapports isotopiques comme ""U/^U pourraient être utilisés comme cosmomètres si on connaissait leur valeur à t = 0, c'est-à-dire juste après la nucléosynthèse par le processus r (capture rapide de neutrons). Une telle simulation n'est peut-être pas impossible au cours des explosions nucléaires. — La période d'un noyau tel que : Be dont le seul mode de décroissance est la capture électronique peut être allongée substantiellement s'il est créé • in vacuo » à la suite d'une réaction nucléaire. On pourrait ainsi avoir une « horloge - donnant l'êge des rayonnements cosmiques. Ceci ravive l'intérêt pour les problèmes d'échanges de charge atomique à ces énergies. Des expériences avec des faisceaux d'Ions lourds relativistes seraient là aussi nécessaires. — On trouve dans certaines météorites des compositions isotopiques de xénon anormales et certains ont émis l'hypothèse qu'il s'agirait des produits de la fission spontanée d'éléments superlourds aujourd'hui éteints. Si cette hypothèse se trouvait confirmée par les recherches actuelles on se trouverait en présence d'un cosmomètre nouveau et de grande valeur. 110 6. réactions entre la matière et l'antimatière Dans le cadre de théories cosmologiques récentes sur un univers symétrique entre matière et antimatière, il serait fondamental d'avoir des idées sur les sections efficaces de réactions de noyaux sur antinoyaux. Les seules réactions qui paraissent accessibles à l'expérimentation dans un avenir prévisible sont les réactions p + noyau, surtout pour commencer avec des noyaux légers (He, C, O, etc.). Quelques sondages ont déjà été eflectués dans des cas favorables mais une étude systématique devra probablement attendre que l'on dispose de flux plus Intenses d'antiprotons. 7. les premiers instants de l'univers Dans les premières microsecondes de l'Univers, toute la matière se trouvait concentrée à des densités énormes (bien supérieures à celle de la matière nucléaire). Cette période est le domtine de la thermodynamique des baryons, hypercis, voire même quarks et partons. Il sera important pour connaître ces équilibres de connaître les propriétés de ces particules aux très hautes énergies. 8. les neutrinos Les neutrinos produits au cours de réactions nucléaires à l'intérieur des étoiles sont des agents très efficaces pour évacuer de l'énergie. Mais le refroidissement des étoiles sera beaucoup plus efficace s'il existe en outre un processus permet tant de con/ertir l'énergie électromagnétique en paires "
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