Notre ville possède, depuis 1983 (date de la 1e expérience) un grand centre de recherche scientifique dans le domaine du nucléaire et des neurosciences, dépendant directement et conjointement du C.N.R.S. et du C.E.A.
Deux grands pôles se partagent le site de Caen : le GANIL, pour la physique nucléaire, et CYCERON pour la recherche médicale (étude du cerveau en particulier). Notre visite sera axée uniquement sur le premier cité, déjà très riche pour nous en enseignement.
Le GANIL, ou Grand Accélérateur National d’Ions Lourds rayonne non seulement au niveau français (2 ou 3 seulement en France) mais aussi européen et planétaire : plus de 700 utilisateurs dans le monde entier, plus de 100 laboratoires et instituts, plus de 260 ingénieurs et techniciens sont en liaison avec ce centre.
Notre guide nous fait, d’abord, un rappel très pédagogique sur les constituants de l’atome et, surtout, sur le noyau constitué de protons et neutrons, chaque élément étant défini par le nombre de protons de son noyau. Mais le nombre de neutrons peut varier, d’où l’existence , dans ce cas, des isotopes ; un élément donné peut donc avoir plusieurs isotopes instables et capables de se transformer (ex : Carbonne 12, 14, 16 …)
Sur terre il y a environ 250 noyaux stables et non radioactifs mais, jusque là, il est possible de produire 2000 noyaux nouveaux avec la physique nucléaire.
En effet, en faisant s’entrechoquer les noyaux stables à des énergies et des intensités très élevées, les physiciens ont réussi à produire des espèces totalement nouvelles n’existant pas sur notre planète à l’état naturel. Ce sont des noyaux dits “EXOTIQUES”, instables, et leur étude nous aide à mieux comprendre le processus qui a permis, lors de la formation de notre système solaire, la production d’éléments lourds à partir des plus légers tels que l’hydrogène ou l’hélium.
A l’avenir, avec le lancement du projet SPIRAL 2 (dont nous avons aperçu le chantier), on pourra, avec une puissance décuplée, enrichir en neutrons de nouveaux noyaux stables.
Il sera possible, dans le futur, de reconstituer les réactions mises en jeu dans les étoiles depuis leur naissance jusqu’à leur mort. De nombreux éléments seront synthétisés, encore plus massifs que les plus lourds de notre planète, le plomb et l’uranium.
Les différentes étapes du processus nous sont expliquées au fur et à mesure de la visite :
– préparation du faisceau : Carbone transformé à très haute température en gaz de carbone chargé électriquement. Le nombre d’atomes de carbone devient très important
– accélération des ions jusqu’à approcher la vitesse de la lumière, grâce à des champs électriques magnétiques, puis de grosses lentilles servent à refocaliser les faisceaux.
Nous faisons un arrêt dans la salle du cyclotron CIME, adapté jusqu’à une vitesse égale au 1/3 de celle de la lumière. Entre les 4 gros aimants circulent les particules, plusieurs millions de fois par seconde, mais nous sommes dans l’invisible, les ions étant “supposés” à partir d’équations mathématiques. Leur présence peut être décelée en observant la réaction du milieu sur leur passage.
AprèsSPIRAL1 (1983), SPIRAL 2 utilisera des intensités 1000 fois supérieures, portant les ions à des énergies de l’ordre de quelques dizaines de millions d’électronvolts.
Mais la recherche est sans fin : le GANIL prévoit un projet ultime pour 2015, avec EURISOL encore plus puissant !