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Les éléments les plus lourds sont un laboratoire unique pour étudier la structure nucléaire dans des conditions extrêmes de charge (Z) et de masse. Par définition, les éléments super lourds sont des noyaux pour lesquels la barrière de fission macroscopique, qui résulte de la compétition entre la tension de surface du noyau et la répulsion Coulombienne entre protons, disparaît. Les éléments transfermium (Z>100) sont donc entièrement stabilisés par des effets quantiques de couches. L’importante densité de niveaux d’énergie des protons et neutrons, les particularités des distributions spatiales des nucléons ainsi que le fort champ Coulombien font que les prédictions théoriques divèrgent sur la structure en couches des noyaux lourds. Seule une étude systématique de la structure des noyaux lourds peut contraindre et discriminer les différents modèles.

En 2003, deux laboratoires de l’IN2P3, le CSNSM et l’IPHC, on lancé un projet de spectroscopie des noyaux très lourds au Flerov Laboratory for Nuclear Reactions (FLNR) du Joint Institue for Nuclear Research (JINR) à Dubna. Le but est de réaliser une série d’expériences originales auprès du séparateur VASSILISSA, installé sur une ligne du cyclotron U400 du FLNR. Ce qui rend ce projet unique est l’utilisation de réactions de fusion chaude induites par des faisceaux légers très intenses (> 6 10¹² particules/s) sur des cibles d’actinides radioactifs. Un ensemble nouveau de noyaux très lourds devient alors accessible aux études spectroscopiques.

Le dispositif expérimental GABRIELA (Gamma Alpha Beta Recoil Investigations with the ELectromagnetic Analyser) a été conçu pour détecter les particules alpha, les électrons de conversion interne et les photons émis par les noyaux lourds produits à la cible et transportés jusqu’au plan focal du séparateur VASSILISSA.