Pâtes nucléaires

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En astrophysique, les pâtes nucléaires[1],[2] sont une forme hypothétique de matière dégénérée de masse volumique de l'ordre de 1014 grammes par centimètre cube et qui serait présente au sein de la croûte des étoiles à neutrons et jouerait un rôle dans l'évolution des supernovæ à effondrement de cœur[3]. À cette densité, l'attraction nucléaire et la répulsion de Coulomb sont d'intensités similaires. La compétition entre ces forces permet la formation de structures complexes assemblées à partir de neutrons et de protons. Les astrophysiciens nomment ce type de structures des pâtes nucléaires en raison de la ressemblance entre la géométrie de ces structures et divers types de pâtes alimentaires[4],[5]. Les pâtes nucléaires peuvent ainsi se présenter sous la forme de barres (« spaghetti »), de sphères ou encore de feuilles planes (« lasagnes »). Dans ce dernier cas, les feuilles planes sont reliées par des « rampes hélicoïdales » de manière similaire au réticulum endoplasmique, ce qui suggère que les deux systèmes obéissent à des règles géométriques communes[6].

Formation

La présence d'une petite population de protons est essentielle à la formation des pâtes nucléaires. L'attraction nucléaire entre protons et neutrons est supérieure à l'attraction nucléaire de deux protons ou de deux neutrons. De même que les neutrons stabilisent les noyaux lourds d'atomes conventionnels contre la répulsion électrique des protons, les protons agissent pour stabiliser les phases des pâtes. La compétition entre la répulsion électrique des protons et la force d'attraction entre les noyaux ainsi que la pression à différentes profondeurs dans l'étoile conduisent à la formation de pâtes nucléaires.

Notes et références

  1. ↑ Université McGill 2018.
  2. ↑ Mayer 2018.
  3. ↑ Horowitz et al. 2005.
  4. ↑ (en) José A. Pons, Daniele Viganò et Nanda Rea, « Too much "pasta" for pulsars to spin down », Nature Physics, vol. 9, no 7,‎ , p. 431–434 (DOI 10.1038/nphys2640, Bibcode 2013NatPh...9..431P, arXiv 1304.6546).
  5. ↑ (en) David Reagan, « Visualizations of Nuclear Pasta », Advanced Visualization Lab, Research Technologies, Indiana University.
  6. ↑ (en) D. K. Berry, M. E. Caplan, C. J. Horowitz et Greg Huber, « “Parking-garage” structures in nuclear astrophysics and cellular biophysics », Physical Review C, vol. 94, no 5,‎ , p. 055801 (DOI 10.1103/PhysRevC.94.055801, lire en ligne, consulté le ).

Bibliographie

Document utilisé pour la rédaction de l’article : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Publications scientifiques

  • [Horowitz et al. 2005] (en) C. J. Horowitz, M. A. Pérez-García, D. K. Berry et J. Piekarewicz, « Dynamical response of the nuclear “pasta” in neutron star crusts » [« Réponse dynamique des « pâtes » nucléaires dans la croûte des étoiles à neutrons »], Physical Review C,‎ (DOI 10.1103/PhysRevC.72.035801). Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article

Communiqués de presse et autres articles institutionnels

  • [Université McGill 2018] Université McGill, « Les « pâtes nucléaires », la substance connue la plus dure de l’Univers », Nouvelles,‎ (lire en ligne). Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article

Articles de vulgarisation

  • [Mayer 2018] Nathalie Mayer, « Étoiles à neutrons : les « pâtes nucléaires », matériau le plus résistant de l’univers », Futura-Sciences,‎ (lire en ligne). Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article

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