VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

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5. densités de charge et de matière Un des progrès importants acquis au cours des dernières années a été la possibilité de calculer les propriétés de l'état fondamental des noyaux doublement magiques ("O,
LES GRANDS PROBLÈMES DE LA <strong>PHYSIQUE</strong> NUCLÉAIRE bien qu'étant neutre, a une densité de charges positives et négatives non-uniformément réparties. Densités de matière (neutrons et protons) Une des questions intéressantes liées aux distributions de matière est celle de l'existence ou non d'un halo de neutrons à la surface des noyaux, ainsi que semblent l'indiquer des mesures de spectres d'atomes ploniques. En effet dans le cadre des théories actuelles du noyau, la densité des neutrons ne peut pas s'étendre bien loin audelà de la surface des protons, ceci à cause du caractère dominant de l'interaction neutron-proton qui implique une attraction des surfaces des distributions de neutrons et de protons. Malheureusement la détermination expérimentale des densités de matière (neutrons en plus des protons) est beaucoup plus difficile car elle exige une sonde ayant une interaction nuoléalre avec le noyau et non plus seulement électromagnétique comme pour l'électron. L'Interaction nuoléalre et le mécanisme de réaction n'est, dans le cas des sondes nucléaires, connu qu'avec une précision Insuffisante pour pouvoir formuler une conclusion définitive concernant l'existence et l'extension éventuelle d'un halo de neutrons. Citons quelques-unes des sondes utilisées pour mesurer les densités de matière : — la diffusion des particules alpha (voir chapitre 1B-2). — l'absorption des mesons K, «, p et S arrêtés sur une orbite coulombienne (voir chapitre 2E). — les déplacements d'énergie coulombienne mesurés à partir des résonances Isobariques analogues (chapitre 1B-4). — la diffusion de protons de haute énergie (chapitre 2D). — la diffusion pion-noyau (chapitre 2F). 6. la surface nucléaire Outre le problème de savoir si on y trouve un « halo » de neutrons, la structure de la surface nucléaire pose depuis longtemps un problème intéressant qui nV«t pas encore résolu. En effet, la connaissance que nous avons de la fonction d'onde interne des noyaux est fondés sur la structure en couches des nucléons qui à cause du principe de Paul), ne peuvent s'agglomérer en agrégats de particules alpha par exemple. 22 Or cette situation est assez différente & la surface, où le rôle du principe de Paull diminue, puisqu'il existe là beaucoup d'orbites non occupées. On se demande par exemple si ta surface du noyau ne serait pas « granuleuse », c'est-à-dire riche en agrégats. Les agrégats a seraient probables en raison de leur forte énergie de liaison interne et de leur faible énergie de séparation E.. Jusqu'à présent l'expérience n'a ni confirmé ni infirmé ces hypothèses de façon concluante. Il y eut tout d'abord les expériences de diffusion quasiélastique de particules a de haute énergie du type A K 2a), qui semblaient indiquer que la surface des noyaux était composée essentiellement de particules a. Malheureusement ces expériences anciennes souffraient de conditions expérimentales difficiles (faibles faisceaux, mauvaise résolution), ce qui les rend peu concluantes. Une autre série d'indications expérimentales vient des anomalies observées lors de la diffusion de particules a par des noyaux légers comportant un nombre égal et pair dé protons et de neutrons. Par exemple, la section efficace de diflusion élastique de particules a est beaucoup plus grands, vers 180', sur le calcium 40 que sur le caioium 48, entre 25 et 60 MeV, ce qu'on a pu interpréter par une diffusion quasi-élastique sur un agrégat a à la surface du calcium 40. Malheureusement ces arguments ne sont pas non plus concluants, car d'autres phénomènes peuvent expliquer ces « anomalies ». Aussi des expériences de « plck-up > telles que (d, *LI) ou, plus récemment ('He, 'Be) semblent indiquer qui, de l'oxygène au niobium, la probabilité de [•résence d'un agrégat a à la surface du noyau ett pratiquement constante. Malheureusement la description théorique de telles réactions est encore trop imparfaite pour donner une réponse sane ambiguïté. Enfin des mesures toutes récentes de l'émission d'alphas à la suite de l'absorption de méson x d'un atome x-méslque pourront peut-être nous fournir des informations supplémentaires sur la présence d'alphas à la surface nucléaire. Le problème de l'existence d'agrégats à la surface des noyaux reste donc pour l'instant ouvert. La diffusion quasi-élastique de particules a à haute énergie semble être un moyen prometteur, à condition de disposer de faisceaux de haute énergie (environ 1 GeV), et assez intenses pour permettre l'emploi de techniques de coïncidences. Citons enfin que dans les Interactions entre Ions lourds, la région d'Interaction correspond à des densités parfois 10000 fois plus faibles que celle qui règne
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