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Des scientifiques ont extrait du noyau de calcium un agrégat tout prêt de deux protons et deux neutrons, et ont observé comment il y était rangé.
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Dans le noyau atomique, les particules ne sont pas entassées n'importe comment. Parfois, deux protons et deux neutrons se regroupent en un quatuor soudé — un tel mini-collectif est appelé amas alpha. Cela évoque une famille qui, dans un immeuble bondé, reste unie. Extraire ce quatuor du noyau et observer comment il y vivait, c'est la mission d'un proton rapide.
Dans la nouvelle expérience, le proton a été accéléré jusqu'à 392 mégaélectronvolts et dirigé vers le noyau de calcium-40. Le choc a éjecté l'amas alpha, et les deux protons qui se sont dispersés ont été captés par des détecteurs. En analysant leurs trajectoires, on a reconstitué la vitesse et la direction du mouvement de l'amas avant l'impact. On obtient ainsi une sorte d'instantané de la vie interne du noyau.
Un amas alpha, c'est comme une pièce de construction prête à l'emploi : deux protons et deux neutrons déjà assemblés. Ce sont précisément ces quatuors qui s'échappent des noyaux lors de la désintégration radioactive.
On n'a pas seulement mesuré le fait que l'amas s'échappe, mais aussi la fréquence à laquelle il se trouve dans le noyau. La valeur obtenue est de 0,51 — c'est-à-dire que dans environ la moitié des cas, le quatuor était déjà formé. Cela concorde avec le résultat précédent obtenu à plus basse énergie, ce qui confirme la fiabilité de la méthode, même à grande vitesse.
Désormais, cette approche peut être appliquée à d'autres noyaux, y compris instables, qui ne vivent que des fractions de seconde. On dispose ainsi d'un outil pour comparer la structure de différents noyaux atomiques, des plus légers aux plus lourds.
Le noyau de calcium-40 est l'un des plus robustes parmi les noyaux légers, et les amas alpha y sont particulièrement bien ancrés.