dans les années 50 commencent à se développer des ensembles d'accélérateurs

qui permettent aussi de réaliser des collisions individuelles de noyaux ou particules

et de continuer à repousser les limites de la connaissance

Dans les années 30 et 40 "les premiers accélérateurs " étaient utilisés pour irradier des échantillons, dans lesquels on pouvait ensuite extraire des isotopes produits.

Dans les années 50 puis 60 on a commencé a étudier des collisions individuelles de noyaux ou particules, et à utiliser des ensembles d'accélérateurs en cascade, dans des centres dédiés au développement de ces grands instruments.

le LINAC qui est exposé à l'extérieur est un exemple typique. Il a été concu pour servir de préinjecteur à un cyclotron, afin de pouvoir multiplier le pouvoir accélérateur du cyclotron sur des ions "très" lourds de Krypton (Z=36).


Ceci a effectivement permis pour la premiere fois au monde de réaliser des collisions nucléaires d'ions aussi lourds (il faut une énergie suffisante pour vaincre la répulsion entre les charges des noyaux).



linac photo ??   schema alicev ??


le principe était de pré accélérer les ions,  de manière à les envoyer vers une mince feuille de carbone au centre du cyclotron, où ils perdaient beaucoup plus d'électrons.  Leur charge électrique plus importante multipliait d'autant le pouvoir accélérateur du cyclotron.

un film a été réalisé par René Bimbot concernant le laboratoire ALICE et est peut etre visible sur youtube: https://www.youtube.com/watch?v=tlUL1txwkqk



2019 a été  l'année mondiale du tableau périodique, ce qui est une bonne occasion de le mettre en perspectives ces activités d'exploration du monde des noyaux. 



En effet, à la fois la radioactivité et la transmutation de noyaux par collisions ont fortement contribué à l'exploration du tableau périodique. 


periodictemps
Les cases qui ne sont ni bleu clair ni jaune clair résultent de l'apport de la radioactivité ou des accélérateurs

Certain éléments (Ra,Po,Ac,Rn) sont liés à la découverte de la radioactivité, autour de 1900, tandis que le Francium découvert en 1939 est aussi un élément de désintégration de l'Uranium. Avant 1940 les éléments découverts ont une charge inférieure à celle de l'Uranium, 92.

A partir de 1940, on monte progressivement la charge Z des noyaux découverts, à mesure que les accélérateurs permettent des collisions de noyaux plus lourds ou plus exotiques.


periodHigh



Mais en fait le but premier de la recherche en physique nucléaire est le noyau, pas l'atome, et c'est la charte des isotopes, sorte de tableau périodique avec une dimension de plus (le nombre de neutrons du noyau), qui est le terrain de recherche naturel.

Cette charte est aussi une illustration de l'exploration qui a été menée en un demi siecle pour étudier le noyau, dans toutes ses dimensions, de plus en plus loin de ses états de stabilité.


On produit ainsi sur terre des noyaux dits "exotiques", qui autrement sont produits dans les étoiles de facon ephémere. Certains de ces noyaux éphémeres ont aussi une grande utilité en biologie ou en  médecine.




isotops (image extraite de "ce site" )