ISOLDE (Isotope Separator On-Line), installation unique en son genre, produit des faisceaux de basse énergie de nucléides radioactifs, dont l’instabilité est due soit à un excédent, soit à un déficit de neutrons. L’installation réalise le vieux rêve des alchimistes : la transmutation d’un élément en un autre, permettant d’étudier toute une panoplie de noyaux atomiques, y compris les espèces les plus exotiques.
Le faisceau de protons issu du Booster du Synchrotron à protons (PSB), d’une énergie de 1 à 2 GeV, est dirigé sur des cibles spéciales très épaisses, produisant des fragments atomiques très variés. Différents systèmes sont utilisés pour extraire les noyaux et les séparer selon leur masse, ce qui permet de produire des faisceaux de basse énergie qui sont ensuite livrés à plusieurs stations d’expériences. On peut citer notamment les installations suivantes : IDS (ISOLDE Decay Station) et Lucrecia (spectromètre d’absorption totale), qui mesurent les propriétés des désintégrations, ISOLTRAP, spectromètre de masse de grande précision, COLLAPS et CRIS, dispositifs de spectrométrie colinéaire par laser, VITO, qui utilise un faisceau laser polarisé, EC-SLI, pour l’étude des propriétés de l’état solide, et l’expérience WISArD, qui étudie l’interaction faible.
Le faisceau peut être également post-accéléré, ce qui permet d’étudier des réactions nucléaires variées. En 2015, un nouvel accélérateur linéaire, HIE-ISOLDE, est entré en service. Il accélérait les faisceaux jusqu’à 4,5 MeV/nucléon en 2016 pour atteindre près de 10 MeV/nucléon en 2018, à l’achèvement du projet de mise à niveau. Les faisceaux d’HIE-ISOLDE sont envoyés sur trois stations d’expériences : Miniball, réseau de détecteurs au germanium de haute pureté, l’ISS (ISOLDE Solenoidal Spectrometer), qui utilise un ancien aimant d’imagerie par résonance magnétique, et une troisième ligne de faisceaux où une grande chambre à vide est utilisée pour les expériences sur la diffusion.
ISOLDE a acquis un savoir-faire unique dans la recherche s’appuyant sur des faisceaux radioactifs. Plus de 1 300 isotopes de plus de 70 éléments ont été utilisés dans une grande variété de domaines de recherche : études de pointe sur la structure nucléaire, physique atomique, astrophysique nucléaire, interactions fondamentales, mais aussi physique du solide et sciences de la vie. ISOLDE compte près de 1 000 utilisateurs, qui réalisent une cinquantaine d’expériences par an à l’aide de 15 instruments différents placés dans la ligne de faisceau.
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