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L'étude de la désintégration bêta est d'intérêt pour la structure et astrophysique nucléaires qui sont deux de ses domaines d'application en physique fondamentale.
La moitié des éléments de masse supérieure à 70 est créée par le processus r astrophysique, qui procède via des noyaux instables très riches en neutrons dans les explosions stellaires ou d’autres événements astrophysiques violents comme la coalescence d’étoiles à neutrons. L’identification du lieu d’occurrence du processus r reste d’ailleurs l’un des défis majeurs de l’astrophysique nucléaire. Les avancées récentes dans la description de l’interaction des neutrinos avec la matière et son implémentation dans la modélisation des explosions de supernovae tendent à montrer que les explosions de supernovae ne contribuent qu’à la production des éléments de Z inférieur à 50. Les coalescences d’astres compacts sont actuellement considérées comme les meilleurs candidats dans la détermination du site du processus r principal. La confirmation observationnelle de l’occurrence du processus r dans un tel événement astrophysique a été donnée à la fin de 2017 avec la détection multi-messager de la fusion de deux étoiles à neutrons et la mesure du rayonnement électromagnétique émis. La désintégration bêta des noyaux figure parmi les processus importants qui influencent les abondances des éléments r, ainsi que les réactions de capture neutronique, la photo-désintégration, la température et la densité. En particulier les mesures de périodes radioactives des progéniteurs des noyaux stables aident à déterminer leur abondance et sont ainsi d’importants ingrédients dans les calculs de nucléosynthèse qui tentent de les reproduire. A l’exception de quelques noyaux clés qui sont relativement proches de la vallée de stabilité, les demi-vies doivent être calculées à l’aide des modèles théoriques. Dans ce type de calcul, la distribution de la force associée à la désintégration bêta en fonction de l’énergie doit être calculée pour tous les états finals possibles. Il s’agit de déterminer quelle est la proportion de la force qui réside dans la fenêtre énergétique ouverte par la désintégration bêta.
La technique TAGS est la technique privilégiée pour réaliser ces mesures, et également pour étudier la présence de modes collectifs de basse énergie qui influencent les chemins du processus r de nucléosynthèse. Les mesures TAGS proposées par l’équipe de Subatech, en collaboration internationale avec l'IFIC de Valencia en Espagne, le CIEMAT de Madrid, l'université de Surrey en Angleterre (et d’autres laboratoires internationaux qui viennent participer aux expériences), auprès des installations de pointe de production de noyaux exotiques telles que JYFL en Finlande, ou ISOLDE au CERN (entre autres) fourniront les tests nécessaires pour les modèles théoriques et permettront d’accéder à des propriétés des noyaux inaccessibles avec les équipements existant actuellement.