Le 23 septembre 2001, à Caen, le Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) a délivré son premier faisceau d'ions exotiques lors de la mise en fonctionnement du nouveau système de production et d'accélération Spiral*. Ces faisceaux de particules permettront d'appréhender les lois qui régissent la structure et le comportement de la matière à l'échelle du noyau de l'atome. Le GANIL, laboratoire géré conjointement par le CEA et le CNRS, offre désormais à la communauté internationale un outil exceptionnel permettant d’atteindre des champs d'investigation de la matière nucléaire, jusqu'à ce jour inaccessibles.

Les noyaux atomiques présents sur Terre ne représentent que quelques pour cent de ceux qui peuplent le Cosmos. Certains, dits noyaux exotiques, ont en effet des vies trop courtes pour qu'on les trouve sur Terre. Il est toutefois possible de les fabriquer artificiellement, à partir d'accélérateurs.
L'étude des noyaux exotiques est essentielle dans de nombreux domaines de la physique nucléaire, mais aussi de l'astrophysique, notamment pour modéliser les étoiles, les supernovae, les sursauts X et tous les chaudrons cosmiques où les éléments sont forgés. Les noyaux exotiques sont aujourd'hui une immense terra incognita et leur étude permettra sans nul doute de découvrir des phénomènes nouveaux à l'échelle du noyau.

Dans cette perspective, le projet d'un nouvel équipement, Spiral, a été lancé en 1993. Le 23 septembre 2001, il a produit son premier faisceau de noyaux exotiques. Il s'agit d'ions de Néon 18 (introuvables sur Terre et dont le noyau a une durée de vie de 1,5 seconde), produits en bombardant une cible de carbone avec un faisceau d'ions stables de Néon 20, accéléré à 1,9 milliard d'électrons-volts. Dans ce tout premier essai, un faisceau de 100.000 ions par seconde a été accéléré, et les prochains jours devraient voir ce chiffre multiplié par 10. La première expérience se déroulera aujourd'hui. Elle établira la spectroscopie du Sodium 19, noyau inconnu sur Terre. Elle sera réalisée par une collaboration de 12 laboratoires dont cinq européens, un américain et six français.

Comparée au travail déjà effectué par le laboratoire de physique nucléaire de l'Université de Louvain-la-Neuve (Belgique), l'installation Spiral permet une extension considérable tant pour l'éventail des éléments exotiques produits que pour le domaine d'énergie accessible.

Les nouveaux faisceaux produits par Spiral, alliés aux équipements existants ou en construction, font du GANIL un outil unique en Europe. Le projet Spiral a été financé par un investissement global de 120 MF, provenant à parts égales du CEA, du CNRS et de la région de Basse Normandie.

* Spiral: Système de Production d'Ions Radioactifs Accélérés en Ligne

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