Spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford

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La spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford (Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), en anglais) est une technique d'analyse radiochimique utilisée en science des matériaux. Cette technique est parfois nommée spectroscopie de diffusion d'ions à haute énergie (cinétique) (High-Energy Ion Scattering (HEIS), en anglais) par opposition aux spectroscopies de diffusion d'ions à faible ou à moyenne énergie. Cette technologie est utilisée pour déterminer la structure et la composition de matériaux par l'analyse de la rétrodiffusion d'un faisceau d'ion à haute énergie frappant un échantillon. La spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford a été nommée après le physicien Ernest Rutherford qui est parfois appelé « le père de la physique nucléaire ». Rutherford a supervisé et découvert la justification physique d'expériences réalisées par Hans Geiger et Ernest Marsden. expérience de Rutherford Entre 1910 et 1914, Geiger et Marsden menèrent leurs expériences de diffusion de particules alpha (noyaux d'hélium) envoyées sur des feuilles métalliques. Alors que Marsden tentait d'illuminer de prétendues « particules sauvages » qu'il supposait provenir de la source alpha, Rutherford suggéra que Marsten tente de mesurer la rétrodiffusion d'une feuille d'or. Suivant la théorie dominante de l'époque, l'atome était considéré comme une zone diffuse de charges positives dans laquelle baignaient de petites particules négatives, les électrons (modèle atomique de Thomson). Pour un tel modèle, la rétrodiffusion de particules alpha à forte énergie cinétique n'aurait pas dû exister. Au pire, de petites déflections auraient dû être observées. Au contraire lorsque Marsden plaçait le détecteur du même côté que la source alpha, un signal significatif était observé immédiatement. Selon Rutherford, « c'était le plus incroyable évènement qui se soit jamais produit dans ma vie. C'était aussi incroyable que de tirer un obus de 15 pouces sur une feuille de papier et qu'il revienne et vous touche ».

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