VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

LES GRANDS PROBLÈMES DE LA PHYSIQUE 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.
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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