Mesure de l'énergie de liaison du Deuteron

  • But de l'expérience

    La physique nucléaire étudie les nucléons dans les noyaux et l'énergie de liaison est une des informations les plus importantes. Le deuteron c'est le noyau de l'hydrogène lourd, un système de deux particules: un proton et un neutron, donc c'est le système le plus simple pour étudier l'interaction forte.

    L'énergie de liaison correspond à l'énergie libérée lors de la création d'un deuteron. En fait quand un deuteron est créé à partir d'un proton et un neutron, il n'est pas dans un état stable, il se désexcite en émettant un photon. Donc l'énergie du photon qui sort est exactement l'énergie de liaison entre les deux particules ( on voit ça par la loi de conservation de l'énergie, étant donné que le recul du deuteron est négligeable).

  • Dispositif expérimental

    Il s'agit d'obtenir la formation de deuteron par une procédure expérimentale simple, c'est à dire envoyer des neutrons sur une cible de protons.

    Comme cible on utilise simplement de l'eau dans une cuve ( le proton est le noyau de l'hydrogène ). Pour avoir une source des neutrons on utilise une réaction nucléaire dont un des produits de réaction est un neutron. Dans notre cas il s'agit d'une source mixte Am241/Be9, placée au centre de la cuve d'eau ( la particule qui sort de la désintégration de l'Américium excite le Béryllium, qui a son tour se désexcite en émettant un neutron ).

    Le neutron dans l'eau est vite ralenti, jusqu'à quand la probabilité de capture devient suffisamment grande et il est capturé par un proton: le deuteron est créé.

    L'expérience repose donc sur la capacité de mesurer l'énergie d'un photon. Pour faire ca on utilise un photomultiplicateur branché à un système électronique CAMAC et à un PC, qui permet de piloter l'acquisition des données automatiquement.

    Avant de faire les mesures sur le deuteron, il faudra étalonner le photomultiplicateur avec des sources qui émettent des photons avec énergie connue.