En 1911, Ernest Rutherford a découvert qu'au cœur de chaque atome se trouve un noyau. Les noyaux atomiques sont constitués de protons électriquement positifs et de neutrons électriquement neutres. Celles-ci sont maintenues ensemble par la force fondamentale connue la plus puissante, appelée la force forte. Le noyau représente beaucoup moins de 01 % de la le volume de l'atome, mais contient généralement plus de 99.9 % de la masse de l'atome.
Les propriétés chimiques d'une substance sont déterminées par les électrons chargés négativement enveloppant le noyau. Le nombre d'électrons correspond généralement au nombre de protons dans le noyau. Certains noyaux sont instables et peuvent subir une désintégration radioactive, atteignant finalement un état stable par l'émission de photons (désintégration gamma), l'émission ou la capture d'électrons ou de positrons (désintégration bêta), l'émission de noyaux d'hélium (désintégration alpha), ou une combinaison de ces processus. La plupart des noyaux sont sphériques ou ellipsoïdaux, bien que certaines formes exotiques existent. Les noyaux peuvent vibrer et tourner lorsqu'ils sont frappés par d'autres particules. Certains sont instables et se briseront ou modifieront leur nombre relatif de protons et de neutrons.
Faits sur les noyaux
- Un grain de sable typique contient plus de 10 millions de milliards de noyaux. C'est 100 fois plus que le nombre de secondes depuis le début de l'Univers.
- Le noyau représente plus de 99.9994 % de la masse atomique totale, mais occupe moins d'un dix-billionième du volume atomique.
- Tous les noyaux ont approximativement la même densité. Si la Lune était écrasée à la même densité, elle rentrerait dans le Yankee Stadium.
Bureau des sciences du DOE : Contributions à la recherche sur les noyaux
Le Bureau de la physique nucléaire du DOE au sein du Bureau des sciences soutient la recherche pour comprendre toutes les formes de matière nucléaire. Cette recherche inclut les mécanismes qui forment les noyaux lourds dans les fusions d'étoiles à neutrons cosmiques. Il comprend également la découverte de propriétés jusque-là inconnues des noyaux dans leur état naturel pour des applications importantes dans la médecine, le commerce et la défense nationale. Un autre domaine d'étude consiste à comprendre précisément comment les noyaux sont structurés en fonction du nombre de protons et de neutrons qu'ils contiennent. D'autres recherches portent sur le chauffage des noyaux à la température de l'univers primitif pour comprendre comment ils se sont condensés à partir de la soupe quark-gluon qui existait à l'époque.
