Les résultats théoriques précédents sont observables expérimentalement, si l'on mesure le spectre en énergie des particules alpha ou bêta émises.
Définition : Qu'est-ce qu'un spectre en énergie ?
Un spectre en énergie est un graphe représentant le nombre de particules mesurées en fonction de leur énergie.
On pourrait par exemple définir de façon similaire un « spectre des tailles » dans un amphi d'étudiants si on traçait le graphe du nombre d'étudiants en fonction de leur taille.
Radioactivité alpha : spectre de raies
Si l'on mesure l'énergie cinétique des particules alpha émises, on observe expérimentalement que celle-ci possède une valeur unique et bien définie. On parle de « spectre de raies ». L'énergie des particules alpha émises est caractéristique du noyau père émetteur.
Exemple : Spectre de raies
Exemple de spectre en énergie pour la radioactivité alpha (spectre de raie théorique) :
Toutes les particules alpha sont émises à la même énergie (en l'occurrence environ 5,5 MeV dans l'exemple que nous prenons ici). Celle-ci est spécifique du noyau père émetteur.
Radioactivité bêta : spectre continu
De même, si l'on mesure l'énergie cinétique des particules bêta émises lors de désintégrations bêta plus ou bêta moins, on observe expérimentalement que celle-ci varie d'une désintégration à l'autre. On mesure donc expérimentalement un spectre d'énergie continu pour les particules bêtas. L'énergie des bêtas émis dépend de celle emportée par l'(anti)-neutrino et vice-versa.
Exemple : Spectre d'énergie continu
Exemple de spectre en énergie pour la radioactivité bêta moins (spectre continu) :
Les particules bêta sont émises avec une énergie qui peut valoir entre zéro (si l'(anti-)neutrino emporte toute l'énergie cinétique) et une valeur maximale
(alors l'(anti-)neutrino est émis avec une énergie cinétique nulle).
Remarque :
Historiquement, c'est l'observation expérimentale de spectres continus pour la radioactivité bêta qui a conduit les physiciens à postuler qu'il fallait qu'une autre particule intervienne dans la réaction de désintégration : le neutrino (ou l'antineutrino). Le neutrino (et l'antineutrino) ont ainsi été postulés théoriquement bien avant d'avoir été observés expérimentalement.
