La fission nucléaire occupe une place majeure en physique fondamentale, en astrophysique, ainsi que dans de nombreuses applications comme la production d’énergie et la médecine. C’est l’un des modes de décroissance les plus spectaculaires du noyau atomique. Elle implique sa déformation progressive jusqu’à un point de non-retour où il se scinde en deux fragments excités qui s’éloignent rapidement l’un de l’autre. Elle peut se produire de manière spontanée pour certains noyaux, ou suite à une perturbation extérieure pour n’importe quel noyau lourd. Sa compréhension fine représente encore aujourd’hui un challenge pour la communauté de physique nucléaire

Une des causes de la compléxité à modéliser, et donc maitrîser, la fission nucléaire réside dans le fait qu’elle implique un noyau soumis à des conditions extrêmes de déformation. Il s’agit de comprendre pourquoi et comment un système quantique de plus de 100 nucléons décide de se ré-arranger pour passer « collectivement » d’une forme quasi sphérique à une forme de plus en plus allongée, au sein de laquelle un col se creuse progressivement avant de se rompre pour faire émerger deux fragments indépendants.

Une équipe de l’IPHC a récemment réalisé une expérience innovante au GANIL à Caen pour étudier l’excès de rayons γ émis lors de la désexcitation des fragments, phénomène mis en évidence et baptisé « γ-bump » dans les années 80, mais jusqu’à présent pas entièrement expliqué. Le dispositif expérimental associe le spectromètre d’ions lourds VAMOS++, capable de caractériser les fragments de fission, et la boule de scintillateurs de nouvelle génération PARIS, donnant accès aux caractéristiques des photons γ émis lors de la désexcitation des fragments.

L’analyse expérimentale, complétée par des calculs théoriques, a montré pour la première fois que les fragments de fission développent des modes de vibration spécifiques lorsqu’ils s’éloignent loin de l’autre. En particulier, elle a mis en lumière que, pour les fragments riches en neutrons, un certain nombre d’entre eux se déploient à la surface du noyau, formant une « peau » qui vibre autour du cœur.  Ce mode de vibration correspondrait à une résonance batipsée « Pygmy » il y a quelques années et dont l’origine est encore inconnue.

Ce travail est le fruit d’une collaboration internationale construite par et autour de l’IPHC, avec l’IFJ PAN de Cracovie (Pologne) et le GANIL de Caen (France). Les résultats, à la croisée des études de mécanismes de réaction et de structure nucléaire, sont publiés dans Physics Letters B (DOI 10.1016/j.physletb.2026.140506). Cette étude apporte un éclairage nouveau sur la dynamique des fragments de fission et sur les modes de vibration impliquant un déplacement cohérent de particules quantiques, ouvrant un nouvel axe d’étude dans le domaine.