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Le mystère de la nucléosynthèse du carbone - Demain l'Homme

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Cette actualité a été publiée le 13/05/2011 à 17h27 par pam.

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Le mystère de la nucléosynthèse du carbone

 

Titre original:
Le mystère de la nucléosynthèse du carbone est entièrement résolu

 

Depuis plus de cinquante ans, les astrophysiciens nucléaires s'obstinaient à retrouver par le calcul les caractéristiques précises d'un état excité du noyau de carbone, nécessaire à sa synthèse dans les géantes rouges.

C'est finalement chose faite grâce au superordinateur Jugene.

Dans les différentes étapes de l'Histoire du cosmos observable menant du Big Bang au Vivant, il en est sans doute une qui nous concerne particulièrement : la synthèse du carbone présent dans toutes les molécules organiques constituant les cellules des organismes vivants.

On n'a commencé à comprendre l'origine des noyaux qu'à la fin des années 1930 avec les progrès de la théorie de la structure stellaire et la constitution de la théorie quantique des réactions nucléaires.

Ce n'est cependant qu'après la seconde guerre mondiale et au début des années 1950 que l'astrophysique nucléaire a vraiment pris son envol.

La théorie qui se développe alors, conjointement avec les données issues des collisions de noyaux en accélérateurs, est celle de la nucléosynthèse stellaire.

Plusieurs réactions thermonucléaires peuvent faire briller les étoiles et certaines nécessitent la présence de noyaux de carbone.

Mais d'où viennent ces noyaux eux-mêmes ?

Etat excité du noyau de carbone.

L'une des réactions les plus prometteuses pour produire les grandes quantités de carbone observées dans le cosmos fait intervenir la collision de trois noyaux d'hélium.

C'est la réaction triple alpha.

Elle est très rare puisqu'elle nécessite presque trois collisions simultanées dans la fournaise stellaire.

Il faut donc que les étoiles brillent suffisamment longtemps pour que du carbone soit synthétisé en quantités importantes et que la vie basée sur le carbone puisse apparaître.

C'est l'astrophysicien Edwin Salpeter qui a le premier considéré sérieusement la réaction triple alpha et effectué les premiers calculs avec, au début des années 1950.

Toutefois, un problème restait.

La quantité de carbone sortant des équations de Salpeter était bien trop faible.

C'est l'un des pères de l'astrophysique nucléaire qui trouva un début de réponse.

Considérant que notre simple présence dans l'univers observable était une preuve que la nature possédait bel et bien une voie de synthèse efficace du carbone, il postula un niveau d'énergie bien particulier dans la structure en couche du noyau de carbone.

Si ce niveau existait et correspondait à un état excité du noyau, tout comme il existe des états excités des électrons dans un atome, alors il devenait possible de réconcilier calculs et observations.

Cet état excité fut observé quelques années plus tard par le prix Nobel de physique William Fowler.

Toutefois, personne n'arrivait à calculer la valeur de ce niveau d'énergie à partir de l'équation de Schrödinger.

D'une certaine façon donc, la synthèse du carbone dans les étoiles restait énigmatique. (...)

 

Pour lire la suite, cliquez sur "Source" ou sur "Lien utile"

 

Un article de Laurent Sacco, publié par Futura-Sciences

 

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Auteur : Laurent Sacco

Source : www.futura-sciences.com

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