Connaît-on tous les modes de désintégration du noyau atomique ? Les systèmes nucléaires sont le siège de nombreux phénomènes car ils impliquent les quatre interactions fondamentales de la nature : forte, faible, électromagnétique et gravitationnelle. Cela se traduit par une diversité de radioactivités nucléaires, dont la désintégration alpha (l’émission d’un noyau d’hélium-4) fut la première découverte, en 1896. Depuis, on dénombre environ une quinzaine de modes radioactifs, mis en évidence au cours des XXe et XXIe siècles : beta, gamma, double beta, proton, double proton, cluster, etc.
Un nouveau mode de désintégration radioactive a ainsi été prédit par des membres du pôle de Physique Nucléaire d’IJCLab (équipe PhyNeT), et des collaborateurs du CEA, de l’université de Zagreb et de Shenzhen : la radioactivité à 2 alphas, dans laquelle le noyau père émet simultanément deux particules alphas dans des directions opposées. Ce résultat a été obtenu à l’aide de calculs microscopiques de haute performance, qui ont récemment permis de décrire avec succès la radioactivité à une particule alpha, et fait suite à plusieurs travaux sur l’émergence des clusters alphas dans le noyau atomique, qui peut se comporter comme une molécule nucléaire.
La radioactivité à deux alphas est prédite pour plusieurs noyaux lourds, comme les isotopes de radon, avec des temps de vie compatibles avec les capacités des détecteurs actuels. Ce travail ouvre donc la voie vers la possible détection de cette nouvelle radioactivité, qui peut potentiellement impliquer plusieurs centaines de noyaux, déjà connus pour être émetteurs à une particule alpha.