Les taux de désintégration nucléaire dépendent-ils de la température ?

En 1913, Pierre Curie et M. Kamerlingh Onnes ont mesuré le taux de désintégration du radium à température ambiante et après refroidissement dans l'hydrogène liquide. Leur conclusion était que le taux de décroissance était entièrement indépendant de la température. Depuis lors, de nombreuses études ont montré que les désintégrations alpha et bêta ne sont pas influencées par des conditions externes telles que la température, la pression de l'air ou le matériau environnant. En revanche, les désintégrations qui procèdent par capture d'électrons sont connues pour être sensibles à leur environnement et ont donc été placées dans une catégorie différente.

Au cours des dernières années, cependant, un certain nombre de nouveaux résultats ont menacé de bouleverser cette image. Divers groupes ont montré que le taux de décroissance alpha, bêta et de capture d'électrons dépendait de la température et du fait qu'ils soient placés dans un matériau isolant ou conducteur. C'est passionnant car cela soulève la possibilité de traiter les déchets radioactifs. Mais cela soulève également un problème pour les physiciens des particules dont l'ensemble du modèle standard suppose que les taux de désintégration ne peuvent pas être influencés par des facteurs externes.

Les résultats anormaux sont déroutants. Un groupe a découvert que le polonium-210 à émetteur alpha, lorsqu'il était placé dans un récipient en cuivre à 12 degrés Kelvin, avait une demi-vie de six pour cent plus courte qu'à température ambiante. Un autre rapport a affirmé que la demi-vie de l'émetteur bêta (-), l'or -198, était de 3,6% plus longue à 12 degrés Kelvin qu'à température ambiante. Et encore un autre groupe a montré que la demi-vie du béryllium-7, qui se désintègre par capture d'électrons, dépend du matériau dans lequel il est placé, augmentant de 0,9% dans le palladium à 12 degrés Kelvin et de 0,7% dans l'indium à 12 degrés. Kelvin. Il existe même une théorie pour expliquer ce qui se passe : qu'un effet d'écran dépendant de la température à l'intérieur des conteneurs métalliques influence la capture d'électrons. Ceci, bien sûr, devrait affecter tous les noyaux qui se désintègrent de cette manière.

Et si ces affirmations déroutantes ne sont pas assez difficiles à digérer, un autre groupe prétend que les taux de décroissance sont influencés par la distance de la Terre au Soleil .

Que se passe-t-il sur Terre ?

Aujourd'hui, le service normal revient avec un rapport sur les taux de désintégration à l'intérieur d'un hôte métallique du ruthénium-97 par capture d'électrons et du ruthénium-103 et du rhodium-105, tous deux par émission bêta (-). John Hardy et ses amis du Cyclotron Institute de la Texas A&M University ont mesuré les taux de désintégration de ces substances à température ambiante et à 19 degrés Kelvin avec une précision qui était, dans la plupart des cas, bien supérieure à toutes les expériences précédentes.

Leurs résultats ? Zip, zilch, zéro. Ils n'ont trouvé aucune dépendance à la température dans aucune de leurs données.

Les conclusions qui peuvent être tirées de ce résultat offrent un aperçu intéressant de la nature du processus scientifique, où il est trop facile d'écarter des résultats nuls.

Alors que Hardy et son groupe soulignent qu'ils ne peuvent pas commenter la validité des résultats des autres groupes, leur résultat nul a une incidence significative sur le statut de l'effet de dépistage. Leur expérience montre que l'effet d'écran ne s'applique pas au ruthénium-97 et ne peut donc pas être un phénomène général. C'est une découverte importante qui renverra les théoriciens à leurs tableaux noirs.

Peut-être plus important est l'effet de ce résultat sur les physiciens des particules, qui ont affûté leurs crayons en vue de la réécriture de leurs manuels scolaires si la perspective d'une dépendance à la température, ou de toute autre dépendance, se présente.

Aujourd'hui, il semble qu'ils puissent dormir tranquilles. Du moins, jusqu'à la prochaine salve de ce débat.

Réf : arxiv.org/abs/0910.4338 : Demi-vie de la décroissance de la capture d'électrons du Ru-97 : la mesure de précision ne montre aucune dépendance à la température

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