Le noyau atomique n'est pas une boule de billard, mais plutôt un nuage brumeux qui ne cesse de changer de forme. Les protons et les neutrons à l'intérieur sont en mouvement perpétuel, et le noyau peut adopter toutes sortes de formes : allongé, aplati ou en forme de poire. Pour décrire cette diversité frémissante, les physiciens choisissaient généralement quelques formes les plus probables et les mélangeaient, comme un peintre mélange ses couleurs sur sa palette. Mais des nuances importantes restaient souvent de côté.
La nouvelle méthode, baptisée théorie stochastique de la fonctionnelle de la densité à configurations multiples (MR-SDFT), procède autrement. Elle envoie dans le noyau une « poussée » aléatoire — un faible champ externe qui pousse les protons et les neutrons dans des directions différentes. Ainsi naît tout un essaim de formes possibles — des milliers d'ébauches. Ensuite, un algorithme intelligent, semblable à un éditeur exigeant, sélectionne les plus précieuses et les mélange en une image d'ensemble. Cela permet d'entendre davantage de « voix » collectives du noyau, qui étaient auparavant ignorées.
En substance, les physiciens ont donné au noyau la possibilité de « parler de lui-même » plus complètement, sans s'appuyer sur des gabarits préétablis. Cette méthode promet d'éclairer les propriétés des isotopes à vie courte, difficiles à étudier expérimentalement. Et la prochaine fois que vous verrez le tableau périodique, rappelez-vous : dans chaque case se cache non pas un point, mais tout un ensemble dansant.
Le noyau de l'atome de néon-20, dans son état fondamental, passe une partie de son temps sous la forme d'un disque aplati et une autre sous celle d'un cigare allongé, et ces transformations se produisent en un milliardième de milliardième de seconde.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète vivante changeait constamment de forme, engendrant des structures complexes — un peu comme le noyau atomique aux multiples visages dans cette étude.