Qu'est-ce que la photodisintegration?

Photodisintegration est un processus physique qui se produit lorsque les rayons gamma avec des énergies massives frappent un noyau atomique et la divisent. Sur l'ensemble du spectre électromagnétique, les rayons gamma sont les plus énergiques et ont également la longueur d'onde la plus courte, la taille d'un noyau atomique ou moins.

Photodisintegration provoque la fission nucléaire, la rupture des noyaux atomiques. Il s'agit du même mécanisme qui provoque des réactions en chaîne dans les réacteurs nucléaires et les bombes nucléaires. Pour les éléments plus légers que le fer, la réaction consomme de l'énergie et pour les éléments plus lourds, il le libère. Les éléments plus légers que le fer nécessitent plus d'énergie pour se séparer que ce qui n'est libéré de cette rupture. L'énergie générée par la photodisintegration dérive de la forte force nucléaire qui maintient les particules dans le noyau atomique.

Le processus de photodisintegration est un facteur majeur dans les supernovae impliquant des étoiles avec 250 masses solaires ou plus, comme les étoiles primordiales de la population III qui étaient les FIRSt pour éclairer l'univers. Dans une étoile supermassive qui s'effondre, la température au centre est si grande que les rayons gamma capables de photodisintegration sont produits. Parce que la grande majorité des éléments au cœur d'une telle étoile sont plus légers que le fer, la réaction absorbe l'énergie, la baisse de la pression au centre de l'étoile et la faisant s'effondrer dans un trou noir.

Aux énergies inférieures - mais toujours extrêmement élevées -, la photodisintegration fait simplement éliminer un ou deux protons ou neutrons du noyau. À des énergies plus élevées, tout le noyau se sépare, mais des énergies de plus en plus grandes sont nécessaires pour se séparer des noyaux plus petits.

Photodisintegration n'a pas été étudié par des scientifiques dans un contexte de laboratoire car les énergies nécessaires pour l'initier sont trop extrêmes. Peut-être qu'à distance, nous construireons un appareil expérimental qui permet une étude plus étroitede la photodisintegration, mais jusque-là, les études théoriques semblent suffisantes.