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Le béryllium innocenté dans l'affaire de la disparition du lithium

19/01/2017

L'abondance des atomes dans l'Univers est en parfait accord avec les prédiction de la théorie de la nucléosynthèse primordiale. Sauf pour le lithium qui se trouve trois fois moins abondant que prévu. Ce mystère trouvait sa solution si la création de lithium à partir du béryllium primordial n'était pas celle que l'on croyait. Lors une expérience réalisée au Cern, une équipe composé pour partie de chercheurs de l'Irfu à Saclay vient de montrer qu'il faudra trouver une autre explication.

Certaines étoiles ont une composition chimique proche de celle de l’Univers primordial. Mais si leurs teneurs en hydrogène et en hélium s’accordent parfaitement avec les prédictions théoriques, leur teneur en lithium (7Li, l’isotope stable majoritaire) est environ trois fois plus faible qu’attendu. Des chercheurs ont voulu savoir si cette anomalie pouvait s’expliquer par un déficit du précurseur de ce noyau, un isotope radioactif du béryllium (7Be). Pour cela, ils ont étudié la capture d’un neutron par 7Be, produisant de l’hélium 4 et une particule α.

La collaboration n_TOF (neutron Time-Of-Flight) a bombardé un échantillon de 7Be avec des neutrons dans une aire expérimentale nouvelle du Cern et a mesuré le taux de capture de neutrons par 7Be en fonction de l’énergie des neutrons incidents. Leurs résultats sont conformes à la théorie. Il faut donc chercher ailleurs l’origine de l’anomalie du lithium cosmologique.

Ces travaux ont été réalisés avec une nouvelle source de neutrons, plus intense que la précédente, en partenariat avec l’INFN (Italie) et l’Institut de physique nucléaire d’Orsay (Université Paris Saclay) notamment. Le béryllium 7 a été fabriqué à l’Institut Paul Scherrer (Suisse).

 

En savoir plus sur le site de l'Irfu.