Cosmologie - Le deutérium, noté 2H ou D

 

Le deutérium, noté 2H ou D, est l'isotope de l'hydrogène dont le nombre de masse est égal à 2 : son noyau atomique, appelé deuton ou deutéron, compte 1 proton et 1 neutron avec un spin 1+ pour une masse atomique de 2,014 101 777 8 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 13 135,722 9 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 1 112 keV1. Il s'agit d'un isotope stablea découvert en 1931 par Harold Clayton Urey, chimiste à l'université Columbia ; cette découverte lui valut le prix Nobel de chimie en 1934.

La présence de deutérium sur Terre, dans le reste du système solaire et dans le spectre des étoiles est une donnée importante de la cosmologie physique, car les noyaux 2H ne peuvent s'être formés aux abondances observées que lors de la nucléosynthèse primordialec. La présence d'une fraction faible, mais constante, de deutérium partout où l'on trouve de l'hydrogène dans l'Univers (hormis dans les géantes gazeuses qui ont une concentration accrue en deutérium, mais dont la taille relative reste toutefois très petite par rapport à celle de l'Univers), est un argument en faveur de la théorie du Big Bang par rapport à la théorie de l'état stationnaire : on pense que l'abondance relative du deutérium par rapport à l'hydrogène est demeurée essentiellement constante depuis la nucléosynthèse primordiale, il y a 13,7 milliards d'années