Étain 100

L’étain 100, noté ¹⁰⁰Sn, est l’isotope de l’étain dont le nombre de masse est égal à 100 : son noyau atomique compte 50 protons et 50 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 99,939 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de −57 150 ± 240 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 8 251,6 ± 2,4 keV[1].

Ce nucléide α est particulier pour deux raisons :

• il est constitué d’un nombre magique à la fois de protons et de neutrons et est donc doublement magique ;
• il compte de surcroît autant de neutrons que de protons, en l’occurrence 50 nucléons de chaque type, ce qui le rend déficitaire en neutrons pour un atome de cette taille (les isotopes stables de l’étain comptent au moins 62 neutrons).

Bien qu’il soit doublement magique, il n’est pas stable pour autant, et présente une radioactivité β⁺ en raison de son déficit prononcé en neutrons, avec une période radioactive de 1,18(8) s.

En revanche, sa nature doublement magique est peut-être à l’origine du fait que l’isotope ¹⁰¹Sn a une structure proche d'un noyau à halo, dans lequel un neutron est très faiblement lié à un cœur ¹⁰⁰Sn : ce neutron a de ce fait une fonction d'onde distendue qui lui confère une probabilité significative de se trouver très au-delà de la limite du noyau définie par la force nucléaire. Ce type de structure est intéressant pour éprouver les modèles en couches des noyaux atomiques[2]. Dans le cas de l’étain 101, cette observation est remarquable car les noyaux à halo de neutron s’observent pour les nucléides qui possèdent un fort excès de neutrons, alors que dans ce cas les neutrons sont au contraire en nombre insuffisant.