Des travaux théoriques récents, impliquant le Dr Takaharu Otsuka, chercheur invité au Centre Nishina de RIKEN et professeur à l'Université de Tokyo, suggèrent que de nombreux noyaux atomiques lourds possèdent une configuration triaxiale, se manifestant par une forme d'amande. Cette géométrie, où les trois axes principaux diffèrent en longueur, contredit la conception dominante depuis les années 1950, développée par Aage Bohr et Ben R. Mottelson, qui décrivait ces noyaux comme présentant une symétrie axiale, similaire à des ballons de rugby déformés axialement. [cite:2, cite:7, cite:16]
Légendes: Les illustrations des atomes représentent souvent le noyau comme une boule ronde composée de neutrons et de protons
Pour étayer cette hypothèse d'une géométrie en forme d'amande, le Dr Otsuka et ses collaborateurs ont mobilisé le superordinateur japonais Fugaku, développé par Fujitsu pour RIKEN. Ce système, qui a été désigné comme le plus rapide du monde en juin 2019, a permis d'effectuer des calculs complexes validant que la quasi-totalité des noyaux ellipsoïdaux lourds déformés adoptent effectivement ces structures triaxiales. [cite:3, cite:4, cite:5, cite:8, cite:16] L'utilisation de Fugaku, basé sur des puces Fujitsu A64FX, a permis de confronter les résultats théoriques aux données expérimentales existantes. [cite:3, cite:5]
Cette découverte théorique a des implications significatives pour la physique nucléaire, car elle suggère que la rotation des noyaux peut s'effectuer autour de deux axes principaux plutôt qu'un seul, contrairement à l'hypothèse de symétrie axiale simple (γ=0 pour une forme prolate). Cette nuance est essentielle pour la modélisation de la dynamique nucléaire et oriente les recherches futures, notamment celles axées sur la synthèse de nouveaux éléments super-lourds. [cite:1, cite:16]
Ces conclusions théoriques sont par ailleurs compatibles avec les prédictions issues du cadre de la symétrie proxy-SU(3). La publication de ces travaux dans la revue European Physical Journal A devrait influencer les explorations futures des propriétés des noyaux dits exotiques, ceux situés loin de la vallée de stabilité. Le modèle traditionnel, qui avait valu le Prix Nobel de Physique en 1975 à Bohr et Mottelson, nécessitait des modèles plus nuancés pour explorer les phénomènes contemporains, des transitions de phase aux noyaux super-lourds. [cite:2, cite:17] La démonstration de la forme triaxiale fournit ainsi un paramètre descriptif fondamental pour la rotation collective, marquant une étape dans la compréhension de la complexité de la matière nucléaire. [cite:4, cite:5, cite:16]