VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

LES INTERFACES : RELATIONS DE LA PHYSIQUE NUCLÉAIRE
AVEC D'AUTRES DOMAINES
quadrupolaires électriques. Ceux-ci peuvent maintenant
(ou pourront bientôt) être déterminés de cette
façon à quelques % prés (au moins pour les
noyaux légers). Mais les mesures de structure
hyperfine sont surtout considérées aujourd'hui par
les atomistes comme un moyen de choix pour
tester les calculs de fonction d'onde atomique et
leur contribution à la physique nucléaire restera
vraisemblablement assez modeste.
Par opposition à la structure hyperfine, les études
de déplacement isotopique ont un impact considérable
sur l'étude des propriétés du noyau. On
sait que deux effets — liés respectivement à la
masse et au volume du noyau — contribuent au
déplacement des raies optiques d'un isotope a
l'autre. L'effet isotopique de volume présente un
grand intérêt puisqu'il donne directement les variations
du rayon carré moyen des noyaux. Avant
d'y accéder, Il faut se débarrasser de l'influence
de l'effet de masse qui est d'ailleurs prépondérant
dans les éléments légers. Pour les noyaux lourds
Il n'en est heureusement pas de même mais la correction
due aux effets de masse n'est pas non plus
négligeable. Le calcul a priori de ces corrections
électroniques est difficile et n'a pu encore être
mené à bien. Des progrès sont attendus dans les
prochaines années (en s'appuyant notamment sur
les déplacements isotopiques mesurés dans les
atomes muoniques).
Des résultats récents, obtenus par spectroscople
optique à haute résolution ont montré, au voisinage
des couches fermées une relation empirique
remarquable entre les variations du rayon carré
moyen et celle de l'énergie par nucléon des
noyaux. Tout se passe comme si les noyaux les
plus liés étaient en même temps plus « serrés ».
Il s'agit d'ailleurs d'effets très fins par rapport aux
mesures habituelles en physique nucléaire. Il serait
Important de développer ces informations et
d'en approfondir l'interprétation théorique.
Les mesures de déplacement isotopique effectuées
récemment au CERN sur des isotopes du mercure
très déficients on neutrons ont mis en évidence
une brusque variation du rayon carré moyen de
ces noyaux lorsque le nombre de neutrons diminue
(voir chapitre 2A-1 : Noyaux exotiques). On
peut prévoir de façon plus générale un développement
des mesures de déplacement isotopique sur
des noyaux situés loin de la vallée de stabilité. Les
rayons de charge (et leur variation) sont en effet
une donnée nucléaire fondamentale et les autres
méthodes (atomes muoniques, diffusion d'élec­
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trons) ne peuvent s'appliquer à des noyaux instables.
Ces expériences sont conditionnées par le
progrès des techniques qui se développent rapidement
(production abondante de ces noyaux, mesures
optiques par pompage optique, lasers accordantes,
etc.).
Un développement important des études d'interactions
hyperfines atomiques par des méthodes nucléaires
(mesures de corrélations angulaires perturbées)
est actuellement en cours. On met en
œuvre les champs hyperfins élevés (~ 10-100 MG)
créés par le cortège électronique incomplet d'ions
reculant dans le vide (ayant par exemple un seul
électron dans la couche I s). Ces champs donnent
des interactions hyperfines mesurables avec les
moments magnétiques des niveaux excités dont la
vie moyenne est inférieure à la picoseconde. De
telles expériences se développeront rapidement
dans les prochaines années avec les possibilités
d'utilisation de faisceaux d'ions lourds énergiques.
Interaction entre phénomènes nucléaires
et couche* ékrctronlquM profond*»
Les résultats des processus nucléaires (émissions
de rayonnement ou de particules) ne deviennent
perceptibles et mesurables que par la perte d'énergie
dans la matière où les interactions avec les
électrons atomiques et moléculaires jouent un rôle
dominant. Il est donc naturel que les physiciens
nucléaires se soient intéressés de longue date à
ces outils de leur discipline.
Parmi ces interactions, celles qui se produisent
dans le champ coulombien et le cortège électronique
du noyau même qui subit une transformation
sont dénommées « internes ». Elles se caractérisent
par le fait que leur description fait appel à la fois
aux propriétés de l'atome et à celles du noyau.
Les effets dominants (conversion interne, création
de paire d'électrons internes) et leurs conséquences
les plus simples (rayons X et électrons Auger)
sont connus et compris au premier ordre depuis
longtemps. Les recherches actuelles portent sur
les multiples effets d'ordre supérieur dont l'intensité
est très faible et l'interprétation théorique est
rendue difficile par le caractère mixte itomique et
nucléaire) des phénomènes.
Parmi les effets d'ordre supérieur, on peut citer par
exemple :
— les rayonnements de freinage interne accompagnant
les transitions a, f) et la capture électronique;