Métamorphose Nucléaire
F.Cardone1 ,D.Bassani2
1ORCID: 0000-0001-9060-5916
Déjà membre du GNFM, Istituto Nazionale di Alta Matematica “F.Severi” Città Universitaria, P.le A.Moro 2, 00185 Roma, Italy
CNR, c/o Università La Sapienza di Roma,
00185 Roma, Italy
2ORCID: 0000-0002-1183-6183
Chercheur indépendant, 12010 Cervasca, (CN), Italy
Ce manuscrit a été compilé le June 1, 2025
En physique, la transformation d’un atome d’un certain élément chimique en un autre est connue depuis les premières études sur la structure nucléaire de la matière. Les alchimistes ont vainement tenté de transformer des matières viles en substances précieuses. Lorsque la science sur la structure du noyau atomique s’est consolidée et que les premiers émetteurs de neutrons ont fait leur apparition, on s’est rendu compte que cette transformation était possible, mais qu’elle produisait souvent des résultats radioactifs, donc inutilisables sur les plans économique et technologique. La Métamorphose Nucléaire présentée ici est une série de phénomènes physiques provoqués dans la matière par des sollicitations ultrasonores appropriées. On utilise des ultrasons, notoirement capables de concentrer une quantité suffisante d’énergie dans un espace et un temps adéquats. Cela se produit aussi bien dans des matériaux à l’état solide que liquide, sollicités par des ondes de pression longitudinales, également appelées ondes de choc, qui conduisent à la cavitation. Dans ces matériaux, lorsque l’énergie introduite atteint des niveaux critiques de densité, dans un certain laps de temps et de volume, le phénomène de Métamorphose Nucléaire peut avoir lieu. Ces événements observables, qui se produisent à l’échelle microscopique, parviennent à solliciter les noyaux atomiques de la matière. En effet, la masse atomique des noyaux est modifiée, menant à la production de nouveaux noyaux atomiques par leur fusion (nucléosynthèse) ou leur séparation (nucléolyse), sans aucune émission de rayons gamma ; en effet, le temps et l’espace – à l’échelle microscopique – peuvent se comporter comme des milieux élastiques qui absorbent ou libèrent l’énergie nécessaire à ces transformations, conformément au principe de conservation de l’énergie. Ces transformations sont rendues possibles grâce à l’apparition de réactions dans un espace-temps déformé (ETD), et sont produites par une “dénsification” adéquate de l’énergie dans le temps et dans l’espace. Pour atteindre cet objectif, il existe un seuil énergétique à dépasser ainsi qu’un laps de temps maximal durant lequel cette énergie doit être canalisée vers le système nucléaire, c’est-à-dire la matière. Les valeurs de ces densités sont déterminées par des volumes critiques, appelés cavités de Ridolfi dans les solides, du nom de leur découvreur, et par des intervalles de temps critiques, appelés potentiels de Yukawa. Lorsque la Métamorphose concerne une quantité de noyaux comparable au nombre d’Avogadro, de nouveaux éléments émergent et deviennent détectables par des méthodes d’analyse au-delà d’une partie par milliard (1 ppb). Les fusions et les séparations des noyaux libèrent des protons et des neutrons libres, c’est-à-dire des composants de base, dépourvus de rayonnements nucléaires ionisants (gamma) et, par conséquent, sans spectre énergétique propre. L’énergie cinétique que ces fragments perdent en se déplaçant à travers le matériau dans lequel ils ont été libérés provoque une élévation de la température de ce même matériau, bien au-delà de la valeur correspondant à celle générée par l’énergie — dans ce cas mécanique — utilisée pour obtenir la densification : cet effet a été clairement vérifié. Les fragments issus de la Métamorphose qui sortent du matériau peuvent être observés, en tenant compte de l’efficacité des détecteurs de neutrons et de particules alpha, si la Métamorphose a impliqué un nombre de noyaux égal ou supérieur au nombre d’Avogadro. Ces fragments présentent des distributions particulières : anisotropes dans l’espace, asymétriques selon les angles, asynchrones et apériodiques dans le temps, et hétérogènes du point de vue énergétique. Ces caractéristiques particulières, liées aux capacités variables des détecteurs, rendent leur mesure difficile. Comme cela a été vérifié expérimentalement, la Métamorphose Nucléaire, en tant que processus dans son ensemble, respecte à la fois les deux lois de la thermodynamique — en ce qui concerne les charges électriques selon le postulat de Clausius — et la loi de conservation de l’énergie totale, puisqu’elle préserve le nombre baryonique, si l’on considère la production de neutrons et de particules alpha émis par le matériau soumis à la Métamorphose.
1. Histoire
En 1992, George Russ induisit la cavitation dans des métaux et obtint les premières preuves de phénomènes nucléaires anormaux ; malheureusement, il ne parvint pas encore à identifier clairement le phénomène de la Métamorphose Nucléaire dans la matière, déclenchée par les ultrasons et la cavitation.
À partir de l’an 2000, Rusi P. Taleyarkhan mena de nombreuses expériences de cavitation dans le mercure à Oak Ridge. En 2002, il fut en mesure d’évaluer les premières preuves de fragments nucléaires mis en mouvement par la Métamorphose Nucléaire, mais il ne parvint pas à les identifier correctement et les confondit avec d’autres phénomènes.
En Italie, en 2004, les Ministères de la Recherche et de la Défense signèrent un accord de coopération qui conduisit à une collaboration étroite entre le Conseil National de la Recherche (CNR) et l’Armée Italienne (EI), étendue en 2009 à l’Agence Nationale pour l’Énergie Atomique (ENEA), aujourd’hui Agence Nationale Italienne pour les Nouvelles Technologies, l’Énergie et le Développement Économique Durable.
En 2014–2015, cet effort conjoint a conduit à la découverte de la Métamorphose Nucléaire dans tous ses aspects, ainsi qu’à l’identification de la cavitation induite par ultrasons comme son principal et concret agent déclencheur.
2. Concepts – Afin de mieux comprendre la Métamorphose Nucléaire et son fonctionnement, quelques notions utiles sont présentées ci-dessous.
2.1Ultrasons – Si le son est une vibration qui se propage sous forme d’onde acoustique à travers tout milieu fluide ou solide dans une unité de temps donnée, les ultrasons sont des sons dont les ondes sont “plus fréquentes” dans cette même unité de temps. Les ultrasons ne diffèrent pas du son par leurs caractéristiques physiques, mais ils ne peuvent pas être perçus par l’oreille humaine.
Les appareils à ultrasons utilisent des fréquences allant de 20 kHz (20 000 oscillations par seconde) à plusieurs centaines de MHz (millions d’oscillations par seconde) et sont employés dans de nombreux domaines.
En médecine, ils permettent d’explorer les organes internes au moyen d’échographies ; en métallurgie, les ultrasons sont utilisés pour le dégazage des métaux et la détection des défauts à travers des essais non
destructifs ; dans l’industrie, ils sont employés pour le nettoyage, le mélange, l’accélération de processus chimiques, la mesure de distances et le soudage de matières plastiques.
La première utilisation militaire de ces sons particuliers fut le sonar pendant la Seconde Guerre mondiale.
Certains animaux, comme la chauve-souris ou le dauphin, utilisent les ultrasons pour localiser leurs proies et éviter les obstacles.
Aujourd’hui, une nouvelle technologie s’ouvre à l’usage des ultrasons : ils peuvent également être employés pour provoquer la Métamorphose Nucléaire, au moyen d’ondes de pression et d’ondes de choc.
2.2 La cavitation
La cavitation est la formation, la croissance et l’implosion successive de bulles dans un liquide.
Ce phénomène fut observé pour la première fois dans la marine, sur les hélices, à l’intérieur des pompes ou dans les rétrécissements de section où les liquides s’écoulent.
La cavitation correspond à l’implosion de ces bulles de vapeur aux endroits où la pression chute localement en dessous de la pression de vapeur saturante du liquide lui-même.
Dans le cas de l’eau, celle-ci bout normalement à 100 °C sous une pression atmosphérique de 1 bar, mais elle peut bouillir à température ambiante si la pression du liquide diminue suffisamment.
Si la pression de l’eau est suffisamment basse, des bulles de vapeur se forment et s’effondrent — c’est-à-dire qu’elles éclatent vers l’intérieur, on dit qu’elles implosent — lorsque la pression remonte. Cette implosion de bulles est appelée cavitation et est due au changement d’état (de l’état gazeux à l’état liquide) de l’eau ou de tout autre liquide. Cet effondrement soudain de la bulle libère une énorme quantité d’énergie qui, en provoquant des corrosions, endommage n’importe quel métal, même les plus résistants et les plus durs. La cavitation peut se produire dans n’importe quel matériau soumis à des ultrasons d’une puissance suffisante pour créer un état d’instabilité. Il existe de nombreux types d’implosion de bulles conduisant à la cavitation, selon qu’elles se produisent près ou loin d’une surface solide.
L’implosion sphérique symétrique — ou plus précisément, l’implosion d’une bulle sphérique qui conserve sa forme jusqu’à la fin de son effondrement — est la plus adaptée à la Métamorphose Nucléaire. C’est pourquoi la création d’ondes de choc capables de provoquer une implosion sphérique pour un nombre de bulles impliquant un nombre d’Avogadro d’atomes constitue aujourd’hui la principale question technique et technologique. En effet, la Métamorphose Nucléaire ne se produit pas entre les atomes à l’intérieur des bulles, mais entre ceux présents à la surface des bulles, en suivant l’implosion jusqu’à son terme, lorsque se produit la densification énergétique adéquate. Dans le cas des bulles dans les liquides, tout le processus est manifeste. Dans le cas des solides, cela dépend du nombre et des dimensions des cavités de Ridolfi. Le moyen de combiner les ondes de choc et l’implosion sphérique (à l’intérieur des cavités) consiste, par exemple, à utiliser des ondes de pression planes se propageant en directions opposées à l’intérieur même du solide.
2.3 Espace-temps
À l’aube du XXe siècle, la géométrie de l’univers était encore considérée comme tridimensionnelle. Au fil des années, d’éminents chercheurs et universitaires — Hendrik Lorentz, Henri Poincaré, Hermann Minkowski, Albert Einstein et d’autres — ont fusionné le temps et les trois dimensions de l’espace en un continuum plat à quatre dimensions, aujourd’hui connu sous le nom d’espace-temps de Minkowski. Cette interprétation a été rapidement acceptée par la communauté scientifique et a conduit à la théorie générale de la relativité, selon laquelle l’espace-temps est courbé par la masse et l’énergie.
En termes simples, la relativité générale est la théorie de la gravité d’Einstein : au lieu d’être une force invisible qui attire les objets les uns vers les autres, la gravité courbe — ou déforme — l’espace. Plus un objet est massif, plus il déforme l’espace autour de lui. Cette théorie a eu un impact immense sur le monde moderne. Les centrales nucléaires et les armes atomiques, par exemple, seraient impossibles sans la connaissance que la matière peut être transformée en énergie. De plus, notre réseau de satellites GPS (système de positionnement global) doit tenir compte des effets profonds de la relativité restreinte et générale.
2.4 Principe de Clausius
De manière générale, le principe de Clausius, appliqué aux systèmes électriques, peut être considéré comme une première forme de la loi de conservation de leur charge électrique totale ; de la même façon, la Métamorphose Nucléaire obéit à la loi de conservation de la charge électrique des noyaux atomiques impliqués. Par conséquent, la “genèse” des particules alpha et des neutrons n’est pas la production ni le résultat d’un rayonnement nucléaire, mais les fragments issus de la nucléosynthèse et de la nucléolyse. Le principe de Clausius peut également être interprété comme l’application de la seconde loi de la thermodynamique à des systèmes de charge électrique, tels que les noyaux atomiques. En d’autres termes, s’il n’y a pas de découplage cinétique entre les charges et le champ qu’elles génèrent — en présence également d’un gradient de charge électrique dans le référentiel du champ — les émissions électromagnétiques sont absentes, car il n’y a pas de mouvement de charges. Ainsi, la Métamorphose Nucléaire peut se dérouler par des fusions de noyaux, appelées nucléosynthèse, et par des séparations de noyaux, appelées nucléolyse, qui produisent dans la matière des noyaux d’éléments absents avant la métamorphose.
2.5 Densification
La densification se produit lorsque, à l'intérieur du matériau, la densité d'énergie dans l'espace (représentée par une pression) et la densité d'énergie dans le temps (représentée par une puissance) atteignent des valeurs critiques.
Les valeurs critiques de ces densités sont déterminées par des seuils d'énergie qui concernent à la fois les volumes critiques dans les solides (appelés cavités de Ridolfi, du nom de leur découvreur) et les intervalles de temps critiques (connus sous le nom de potentiel de Yukawa), qui sont établis par l'observation et bien connus pour leurs interactions nucléaires telles que les interactions hadroniques et leptoniques.
À l'échelle macroscopique, la densification de l'énergie est la condition qui induit la genèse des Métamorphoses Nucléaires dans un nombre suffisamment grand de noyaux atomiques, comparable à la constante d'Avogadro, lesquels subissent une réaction dans un espace-temps déformé à l’échelle microscopique.
Si la densification respecte les deux conditions dictées par le principe de Clausius, la Métamorphose Nucléaire ne produit aucun rayonnement gamma.
3. Applications
Les applications de la Métamorphose Nucléaire ont été explorées dans certains pays, mais sans une vision claire de la manière de produire et d’utiliser ce phénomène. En Italie, cette question a été traitée de manière systématique, donnant lieu à des résultats techniques adaptés à son exploitation. Les unions et les séparations des noyaux libèrent des protons et des neutrons libres, c’est-à-dire des composants de base, dépourvus de radiations nucléaires ionisantes (gamma) et, par conséquent, sans spectres d’énergie propres. L’énergie cinétique que ces fragments perdent en se déplaçant à travers le matériau dans lequel ils ont été libérés entraîne une élévation de la température de ce matériau, bien au-delà de la valeur correspondant à celle produite par l’énergie – dans ce cas mécanique – utilisée pour obtenir la densification : cet effet a été clairement vérifié.
3.1 Élimination des déchets radioactifs
Le traitement des déchets radioactifs est l’un des principaux problèmes de la société actuelle. Les déchets radioactifs proviennent principalement de l’industrie nucléaire, civile et militaire, mais ces dernières années, les déchets issus des examens diagnostiques dans les hôpitaux ou des études hydrogéologiques ont également attiré une grande attention.
Aujourd’hui, la désactivation consiste principalement à les confiner, par incorporation et dilution dans un grand volume de matériau inerte, ou bien, après séparation de la fraction radioactive du reste des déchets, à les concentrer et les stocker dans une zone protégée.
Malheureusement, ces processus n’influencent pas la durée de vie des éléments radioactifs, seulement leur concentration et donc leur activité spécifique (par volume ou par masse): des dépôts de plus en plus vastes seront nécessaires à l’avenir.
L’application des ultrasons aux déchets radioactifs est actuellement à l’étude.
Ce processus, qui nécessite des temps d’application extrêmement courts, permet la Métamorphose d’une partie des noyaux radioactifs en éléments non radioactifs.
La théorie capable d’expliquer ce résultat repose sur les effets de la déformation espace-temps (DST) explicitement recherchée.
Le processus conduisant à la Métamorphose Nucléaire montre une réduction significative de la radioactivité dans les systèmes contenant des noyaux radioactifs après des traitements appropriés par ultrasons.
L’application de techniques impliquant des réactions en espace-temps déformé (DST) peut constituer un raccourci utile pour l’élimination accélérée des déchets radioactifs, tout en gardant à l’esprit que la normalisation d’une substance radioactive induite par des réactions DST est due à la transformation de ses radionucléides en d’autres nucléides stables, c’est-à-dire en éléments stables, avec une diminution conséquente des radiations émises.
Ce processus a été nommé neutralisation afin de le distinguer d’autres processus comme la transmutation ou l’inertage.
Ce sont là les principales applications, mais les scénarios potentiels sont si vastes qu’ils pourraient inclure, par exemple, le traitement de tout type de déchet industriel ou civil.
3.2 Terres rares.
Lorsque la cavitation est induite dans des liquides par l’application d’ondes de choc d’une puissance appropriée, elle provoque un état d’instabilité générant des bulles qui implosent violemment peu après. Cette application d’énergie à une substance entraîne une variation de la densité d’énergie et induit, à l’échelle microscopique, des réactions en espace-temps déformé (DST).
Leurs résultats sont des transformations DST dans la substance, c’est-à-dire un changement du poids atomique des éléments sans production de radionucléides.
En effet, les études théoriques et expérimentales dans le domaine de la sonoluminescence ont indiqué qu’au moment de l’implosion d’une bulle, la température à l’intérieur peut dépasser un million de degrés Kelvin, avec une concentration d’énergie extrêmement élevée par unité de temps ; dans ces conditions, on observe des réactions thermonucléaires.
Certains essais ont été réalisés dans un système contenant une quantité équivalente à une mole de mercure. Dans ce métal liquide à température ambiante, la Métamorphose Nucléaire, induite par des ondes de pression mécaniques, produit des matériaux à l’état solide, voire métalliques.
Par conséquent, un système solide – avec moins de degrés de liberté – est généré à partir d’un système liquide – avec plus de degrés de liberté – auquel de l’énergie a été apportée.
Cette énergie devrait augmenter les degrés de liberté du système ; cependant, le fait que la Métamorphose les réduise ne constitue qu’une violation apparente de la deuxième loi de la thermodynamique. En réalité, les fragments issus de la Métamorphose, en perdant leur énergie cinétique, augmentent la température du solide produit et préservent deux principes : le second principe de la thermodynamique et le principe de conservation de l’énergie totale.
Il semble se produire une violation macroscopique évidente de la deuxième loi de la thermodynamique : un système liquide reçoit de l’énergie, par exemple par des ultrasons, afin d’obtenir une densification et de stimuler sa Métamorphose Nucléaire, et se transforme partiellement en un système à l’état solide, composé d’éléments différents.
En d’autres termes, les degrés de liberté du système initial diminuent au moment de la transition de l’état liquide à l’état solide, tandis que sa température augmente. Pourtant, il n’y a aucune violation de la deuxième loi de la thermodynamique, car les réactions qui se produisent sont de nature nucléaire, et non chimique.
En résumé, la Métamorphose Nucléaire du mercure conduit à des systèmes plus ordonnés, avec moins de degrés de liberté : des systèmes à l’état solide.
Il existe quatre-vingt-dix éléments naturels sur Terre (deux sont absents et sont produits artificiellement) ; parmi eux, vingt-huit ont été obtenus en laboratoire par des réactions en espace-temps déformé à partir du mercure, dont six terres rares.
Ce fait pourrait représenter le point de départ d’une nouvelle méthode de production, permettant ainsi de résoudre les problèmes liés à leur approvisionnement.
4. Perception du public
Depuis 2006, lorsque le CNR a obtenu des brevets sur la Métamorphose Nucléaire, la perception de ce phénomène a été alourdie par des problèmes d’ambiguïté et d’incompréhension.
Au début, son nom avait été associé au poème les “Métamorphoses” d’Ovide, poète romain ; par la suite, il a été nécessaire de distinguer ce phénomène par une appellation nouvelle, différente de celle d’autres phénomènes déjà connus.
Pourtant, encore aujourd’hui, en 2025, la confusion persiste entre la Métamorphose Nucléaire et la transmutation nucléaire. Historiquement, le terme transmutation a été lié à des événements pré-scientifiques, à l’époque où les alchimistes étaient obsédés par la tentative — vaine — de transformer les substances.
Au XXe siècle, des progrès majeurs ont été réalisés : la découverte de la radioactivité, l’identification des familles radioactives, ainsi que la loi de l’équilibre séculaire énoncée par E. Rutherford, qui démontre comment les éléments radioactifs se transforment les uns en les autres.
Et pourtant, le terme transmutation nucléaire a continué à être utilisé pour désigner les transformations de noyaux atomiques, naturels ou artificiels, comme l’ont fait E. Fermi, indépendamment de F. Joliot et des Curie.
À l’inverse, la métamorphose est à la fois différente de la transmutation et, en réalité, elle l’intègre.
La question ultime est la suivante : la Nature semble encline à suivre la Métamorphose Nucléaire comme phénomène principal, comme si elle représentait la règle, tandis que la transmutation radioactive apparaît plutôt comme l’exception dans la Nature.
