Physique nucléaire et des particules

Notre vision des briques élémentaires de la nature - les particules et les forces fondamentales - a considérablement évolué au cours des dernières décennies. Nous disposons désormais de modèles qui tentent d'unifier ces forces et ces particules, et qui décrivent la manière dont elles sont apparues aux tout premiers instants de l'Univers. Pour tester ces modèles, les physiciens des particules ont conçu des expériences couvrant une large gamme d'énergies.

Dans le domaine de l'infra-électronvolt (sub-eV), les neutrons froids ou ultra-froids produits à l'ILL peuvent nous en apprendre beaucoup sur les caractéristiques de symétrie des particules et de leurs interactions. Ils contribuent par exemple à expliquer comment l'Univers en est venu à être principalement composé de matière et non d'antimatière, alors que toutes deux avaient été créées en quantités égales.

À l'ILL, les neutrons sont également utilisés pour étudier la structure et le comportement des noyaux en générant des états nucléaires excités. Bien que les noyaux atomiques possèdent un nombre fini de constituants – les neutrons et les protons –, ils présentent des modes d'excitation extrêmement divers, associés à des comportements à la fois individuels et collectifs. Ils peuvent ainsi être considérés comme des laboratoires miniatures pour l'étude de systèmes complexes à forte interaction. L'ILL est également capable de créer des noyaux exotiques riches en neutrons afin d'explorer les voies par lesquelles les éléments se forment au cœur des étoiles.