Silicium 42

Le silicium 42, noté ⁴²Si, est l'isotope du silicium dont le nombre de masse est égal à 42 : son noyau atomique compte 14 protons et 28 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 42,018 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 16 840 ± 300 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 410 ± 7 keV[1].

Il s'agit d'un radioisotope synthétique du silicium ayant une période radioactive de l'ordre de 13 ms, ce qui témoigne d'une plus grande stabilité qu'attendu pour ce noyau[2] : cela a, dans un premier temps, été interprété comme montrant que le noyau de silicium 42 serait quasiment sphérique bien qu'ayant deux fois plus de neutrons que de protons[3], ce qui appuierait le modèle en couches de la structure nucléaire par l'observation du « nombre semi-magique » de 14 protons indiquant une structure en sous-couches de protons complètes dans le noyau pour Z = 14 ; plus précisément, les six états quantiques dans la sous-couche 1d _5/2 seraient bien individualisés au sein de la troisième couche de protons, et une quasi dégénérescence des deux autres sous-couches, 2s _1/2 et 1d _3/2, serait observée dans cette troisième couche du noyau ⁴²Si.

Une expérience plus récente réalisée au GANIL montrerait cependant que le noyau de silicium 42 ne serait pas sphérique, mais au contraire nettement aplati : il serait en effet facilement excitable (dès 770 keV), résultat obtenu en octobre 2007[4] à partir d'ions calcium 48 accélérés sur une cible de carbone pour produire du ⁴⁴S, lui-même accéléré pour produire du silicium 42 ; c'est de cette façon qu'un état excité quatre à cinq fois moins énergétique qu'attendu pour un noyau magique a été observé.

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