Une technique pour sonder la structure interne des noyaux et des particules sans diffusion destructive, utilisant des interactions élastiques ou de basse énergie.L'holographie nucléaire est une technique permettant de sonder la structure interne des noyaux atomiques et d'autres systèmes quantiques sans les détruire. Contrairement aux expériences de diffusion traditionnelles, où des particules de haute énergie percutent un noyau et le brisent, les méthodes holographiques utilisent des interactions élastiques ou de basse énergie pour reconstruire la forme et la distribution des nucléons (protons et neutrons) à l'intérieur du noyau. Le nom provient de l'analogie avec l'holographie optique : de même qu'un hologramme encode une image tridimensionnelle dans un motif d'interférence bidimensionnel, l'holographie nucléaire encode la structure spatiale d'un noyau dans la distribution angulaire des particules diffusées.
L'idée a été proposée dans les années 1990 par des chercheurs travaillant sur les réactions nucléaires, mais elle a gagné du terrain dans les années 2000 grâce aux progrès des détecteurs et des modèles théoriques. C'est encore un domaine de recherche actif, en particulier pour l'étude des noyaux exotiques produits dans les installations de faisceaux radioactifs.
La technique repose sur le fait que lorsqu'une particule de basse énergie (comme un neutron ou un photon) est diffusée par un noyau, la fonction d'onde de la particule diffusée porte des informations sur les positions des nucléons. En mesurant l'amplitude de diffusion à de nombreux angles, on peut inverser les données pour reconstruire la distribution de densité nucléaire. En pratique, cela implique souvent l'utilisation de « noyaux à halo » — des noyaux exotiques avec un cœur et quelques neutrons faiblement liés — où le signal holographique est amplifié. Les titres de corpus mentionnent les « halos nucléaires » et les « noyaux fantômes » où les neutrons errent loin du cœur, ce qui en fait des cibles idéales. La méthode est non destructive car la sonde de basse énergie n'a pas assez d'énergie pour briser le noyau.
L'holographie nucléaire est utilisée pour étudier la structure des isotopes rares, ce qui est important pour comprendre l'astrophysique nucléaire (par exemple, la synthèse des éléments dans les étoiles) et pour concevoir les réacteurs nucléaires de nouvelle génération et les isotopes médicaux.
La technique est si sensible qu'elle peut détecter le « halo » d'un noyau comme le lithium-11, où deux neutrons orbitent autour du cœur à une distance comparable à la taille d'un noyau beaucoup plus gros, donnant au noyau une apparence « gonflée ».
