Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Le spectromètre de faisceau Kabes développé au Dapnia pour le dispositif expérimental de l'expérience NA48 au Cern, a donné toute satisfaction. Il a permis la collecte de plusieurs milliards de désintégrations de kaons chargés dont l'analyse donnera accès à une nouvelle et délicate mesure difficile de la violation de la symétrie CP, un des ingrédients nécessaires à la compréhension de l'histoire de notre univers.... Lire

Un grand nombre d'accélérateurs de demain nécessiteront des sources intenses d'ions hydrogène négatifs. La source d'ions H^-, développée au Dapnia/SACM depuis quelques années, vient de faire un grand pas vers les futurs accélérateurs de faisceaux intenses de protons. Au début de l'année 2002, les équipes du Dapnia/SACM ont en effet montré qu'une source engendrant un plasma par la technique dite de résonance cyclotronique électronique était capable de produire des ions hydrogène négatifs. Une nouvelle étape vient d'être franchie : la séparation en deux parties de la chambre à plasma au moyen d'une grille, associée à de nouveaux réglages, a permis de multiplier par 200 la quantité d'ions H^- produite. L'avantage d'une telle technique est qu'elle n'utilise pas de composants à faible durée de vie contrairement aux autres procédés. ... Lire

Les protons et les neutrons sont constitués de quarks ainsi que de gluons qui créent l'interaction entre les quarks. Le fait que le spin des quarks ne contribue qu'à une petite fraction du spin du nucléon est apparu dans les années 1990 comme une grande surprise. Pour tenter d'expliquer ce résultat la collaboration Compass se propose de mesurer la contribution du spin des gluons au spin du nucléon. La voie choisie est la mise en évidence de la production d'un méson charmé D⁰ qui signera l'interaction de la sonde avec un gluon. Cette réaction ayant une probabilité très faible pour un bruit de fond très élevé, il a été nécessaire de construire un spectromètre à haute résolution et supportant les hauts flux de particules. Les données acquises en 2002 au cours d'une campagne de mesure de deux mois ont permis de mettre en évidence le phénomène recherché. Cette étape importante constitue le premier pas nécessaire pour la mesure de la contribution des gluons au spin du nucléon.... Lire

Les premiers résultats définitifs de l'expérience Phenix concernant les collisions de noyaux d'or Au + Au étudiées au collisionneur RHIC de Brookhaven (USA) à une énergie de 200 GeV dans le centre de masse nucléon-nucléon ont été publiés récemment dans Physical Review Letters. Le « facteur de modification nucléaire » mesuré dans les collisions les plus centrales pour la production de π⁰ à grande impulsion transverse correspond à une atténuation d'un facteur 5 par rapport aux collisions p + p à la même énergie. C'est une indication en faveur de la formation d'un nouvel état de la matière, appelé plasma de quarks et de gluons. .... Lire

Topologie cosmique

Une équipe franco-américaine de cosmologistes, parmi lesquels Roland Lehoucq du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA et Alain Riazuelo du Service de Physique Théorique du CEA-DSM  vient de proposer une explication originale pour expliquer un détail surprenant observé dans le rayonnement de fond de l'Univers récemment cartographié par le satellite WMAP. Selon ces scientifiques qui viennent de publier leur étude dans la revue "Nature" du 9 octobre 2003, une anomalie particulière dans la texture lumineuse du fond de l'Univers pourrait en effet s'expliquer par une "topologie" particulière, une forme globale très spécifique de l'espace. L'Univers pourrait être refermé sur lui-même... Lire

L'intérieur du Soleil tourne d'un seul bloc, comme un corps solide.

Les instruments GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies) et MDI (Michelson Doppler Imager) du satellite d'observations SOHO (Observatoire Solaire et Héliosphérique / SOlar and Heliospheric Observatory) viennent de permettre pour la première fois la mesure de la rotation du Soleil dans ses régions les plus internes. Les observations, analysées par les scientifiques du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, révèlent que l'intérieur du Soleil tourne à une vitesse constante comme le ferait un corps solide. Cette étonnante découverte démontre très probablement une influence stabilisatrice importante du champ magnétique à l'intérieur de la boule de gaz qui constitue le Soleil. ... Lire

Les réacteurs à eau pressurisée (REP) d'EDF ont une durée de vie de 30 ans avec une extension envisagée à 40 ans. La question du renouvellement du parc se posera à l'horizon de 2015. De nouvelles filières de réacteurs, dites de quatrième génération, sont à l'étude offrant une meilleure rentabilité que les REP actuels et la possibilité de " brûler " des combustibles mixtes uranium-plutonium. Dans le cadre d'une collaboration internationale, est étudié un projet de réacteur refroidi à l'hélium (GT-MHR). Ce réacteur pourrait fonctionner avec une large variété de combustibles fissiles, en particulier du plutonium (²³⁹Pu), représentant un intérêt certain pour le recyclage des déchets nucléaires. Il est une étape nécessaire pour la maîtrise des nouvelles techniques développées pour les réacteurs du futur (combustible à particules, turbine à haute température, circuit d'hélium). Une équipe du Service de physique nucléaire (SPhN) du Dapnia a caractérisé cette filière GT-MHR pour l'incinération du plutonium militaire, au moyen d'une simulation Monte-Carlo basée sur une description rigoureuse du combustible sous forme de particules. Ce travail peut être considéré comme un calcul de référence pour d'autres schémas de calculs simplifiés. ... Lire

Le noyau d'⁸He est un isotope radioactif et très riche en neutrons de l'⁴He, le noyau d'hélium stable. Pour étudier sa structure il faut le synthétiser en laboratoire, en produire un faisceau et le faire interagir avec une cible. Le Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (Ganil) a produit et accéléré son premier faisceau d'⁸He pour une expérience menée par des physiciens du Service de physique nucléaire du Dapnia. Ils ont mesuré les probabilités d'interaction de l'⁸He avec une cible de proton pour en déduire les propriétés de ce noyau et compléter notre connaissance de la matière nucléaire très riche en neutrons. ... Lire

Deux nouvelles particules ont été observées par la collaboration BaBar, une expérience de physique des particules située au Centre de l'accélérateur linéaire de Stanford (Slac, Californie, USA) à laquelle participe une équipe de physiciens du Service de physique des particules (SPP) du DSM/Dapnia. L'existence de ces nouvelles particules est aujourd'hui confirmée par deux autres expériences, Cleo à Cornell (USA) et Belle à KEK (Japon). Les premières études indiquent que ces particules sont formées d'un quark « charmé » et d'un anti-quark « étrange », et font ainsi partie de ce que l'on appelle le système du méson Ds. ... Lire

Le fond infrarouge décodé

Un fond diffus de rayonnement infrarouge emplit l'Univers. Il est constitué par l'émission accumulée au cours du temps des galaxies et des étoiles. Une grande partie de cette émission infrarouge a maintenant été identifiée grâce aux données acquises par la caméra ISOCAM à bord du satellite ISO (Infrared Space Observatory). David Elbaz du Service d'Astrophysique du Commissariat à l'Energie Atomique (CEA/DAPNIA) et Catherine Cesarsky de l'Observatoire Européen Austral (ESO) viennent de montrer que la contribution dominante provenait de galaxies à fortes flambées d'étoiles situées à des décalages vers le rouge d'environ 0,8, dans une tranche d'Univers où se trouvent également les noyaux actifs de galaxies responsables de la majorité du fond en rayons X de l'Univers. Selon les conclusions de l'article qui parait dans la revue Science du 11 avril 2003, la majorité des étoiles actuelles auraient été formées par des interactions de galaxies lors de la formation des grandes structures de l'Univers. ... Lire

Le développement des faisceaux radioactifs, comme le dispositif Spiral au Ganil (Caen), permet d'étudier la structure de noyaux instables présentant de grand excès de protons ou de neutrons, et de sonder les propriétés des forces nucléaires loin de la « vallée de stabilité ». Ces faisceaux de basse énergie (quelques centaines de MeV) sont de faible intensité en comparaison des faisceaux stables. Ils nécessitent donc de nouveaux instruments alliant une grande couverture angulaire et une grande efficacité. Vamos est un spectromètre magnétique de grande acceptance spécifiquement conçu dans ce but. Il permet de travailler avec des ensembles de détection complexes (spectromètre gamma, détecteur de particules chargées...) disposés autour de la cible ou au plan focal ... Lire

L'expérience Compass a atteint, lors de sa campagne de mesures 2002, les plus fortes valeurs de polarisation jamais obtenues avec une cible de ⁶LiD de près d'un litre de volume. ... Lire

On désigne sous le nom de réactions de spallation l'ensemble des réactions induites par un nucléon (proton, neutron) de quelques centaines de mégaélectronvolts (MeV) à quelques gigaélectronvolts (GeV) sur une cible composée d'éléments lourds. Une multitude de produits de réaction est éjectée lors de ces collisions et en particulier des neutrons. C'est pourquoi la spallation constitue un champ d'études prometteur pour les sources intenses de neutrons et la transmutation des déchets radioactifs ... Lire

Après sa résurrection fin 2002, le détecteur SuperKamiokande a détecté le 25 janvier 2003 son premier des neutrinos muoniques créés à 250 km de distance par l'accélérateur japonais KeK. En pause pendant plus d'une année suite à l'explosion de 6645 des 11146 photomultiplicateurs de SuperKamiokande en Novembre 2001, l'expérience K2K de disparition de neutrinos muoniques entre le KeK et SuperKamiokande est à nouveau en prise de données depuis le 12 décembre 2002 ... Lire

La mission Gamma ray Large Aera Space Telescope (Glast) est une mission scientifique internationale destinée à observer le ciel dans le domaine gamma de 20 MeV à plus de 300 GeV. Ses données permettront d'étudier les différents astres capables d'accélérer des particules jusqu'aux plus hautes énergies, notamment les noyaux actifs de galaxie, les trous noirs stellaires, les étoiles à neutrons, les restes de supernovæ et les sursauts g. Glast recherchera également les sources des rayons cosmiques et la trace des particules massives qui constituent potentiellement une grande part de la matière noire dans l'Univers. Il doit être déposé sur son orbite à 550 km de la Terre par un lanceur de la Nasa en septembre 2006. ... Lire

L'injecteur de protons à haute intensité Iphi constitue le premier étage d'un futur accélérateur de protons qui conjuguera fort courant et fonctionnement en continu. Arriver à faire fonctionner de façon quasi-industrielle un accélérateur délivrant une telle intensité est une gageure qui demande de nouveaux développements dans tous les domaines touchant à cette machine ... Lire

Les premiers résultats du sondage profond avec le satellite XMM-Newton

Une équipe internationale européenne et chilienne, menée par Marguerite Pierre du Service d'astrophysique du CEA-Dapnia vient d'analyser les premiers résultats d'un sondage profond de l'Univers réalisé dans le domaine des rayons X grâce au satellite XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce sondage est l'objectif d'un grand programme scientifique, baptisé "Sondage de la structure à grande échelle avec XMM" (XMM Large Scale Structure Survey ou XMM-LSS) qui regroupe plusieurs dizaines de laboratoires internationaux, pour étudier l'évolution de la distribution de matière dans l'Univers jusqu'à des distances de plusieurs milliards d'années-lumière ... Lire

Un regain d'activité en rayons X détecté par le satellite XMM-Newton

Une équipe internationale de chercheurs, menée par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA, a découvert, grâce au satellite européen XMM-Newton, un nouveau sursaut de rayonnement X en provenance de la source radio Sgr A*. Cette source coïncide avec le centre dynamique de notre Galaxie qui semble abriter un trou noir massif de plusieurs millions de masses solaires... Lire

Nouvelle limite sur la variation de la constante de structure fine

Dans le cadre d'une collaboration franco-américaine incluant l'Université du Minnesota, le Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) et le Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA, une équipe de chercheurs vient de montrer qu'une des constantes fondamentales de la physique, la constante de structure fine (qui gouverne l'interaction électromagnétique) n'a pas varié de plus d'une partie sur dix millions depuis la formation du Système Solaire ... Lire

La fin de l'année 2002 a été marquée, au Service des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme, par l'arrivée du Teslatron. C'est une station d'essais réalisée par la société Oxford Instruments qui va nous permettre de tester des brins supraconducteurs dans un champ magnétique pouvant atteindre la valeur très remarquable de 17 teslas à 2,2 K. ... Lire

Comment déterminer la distance de galaxies lointaines en utilisant les sursauts gamma ?

Grâce à des observations effectuées au Very Large Telescope de l'observatoire européen austral au Chili, une collaboration internationale menée par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA vient de déterminer la distance cosmologique d'un sursaut gamma, l'un des phénomènes les plus violents de l'Univers. ... Lire

Le lien entre les explosions d'étoiles et les trous noirs

Une équipe internationale d'astrophysiciens conduite par Félix Mirabel du Service d'Astrophysique vient, en mesurant le mouvement propre du système GRO J1655-40 dans le plan de notre Galaxie, d'établir un lien entre les trous noirs et l'explosion des étoiles massives, les supernovae. ... Lire

Une réserve insoupçonnée de gaz moléculaire.

Dans les galaxies, les étoiles se forment à partir de gaz moléculaire. Ces nuages ont, jusqu'à présent, été principalement détectés à l'intérieur de disques galactiques.
Pour la première fois, une équipe internationale d'astronomes de laboratoires espagnols, mexicains, américains et français (en particulier du CNRS et du CEA-DAPNIA), vient de découvrir des réserves insoupçonnées de gaz moléculaire, en dehors des galaxies. ... Lire

Les études de l'interaction du neutron avec le noyau ont commencé avec le dispositif nToF au Cern. En bombardant différents noyaux avec des neutrons, les physiciens mesureront leurs probabilités de capture neutronique et de fission, grandeurs souvent mal connues. L'originalité de nToF réside dans le haut flux de neutrons incidents et leur grande gamme d'énergie couverte dans une expérience ... Lire

Le calorimètre électromagnétique de l'expérience ATLAS au LHC se compose de deux roues de 4m de diamètre et 3,20 m de long, placées autour de l'axe des faisceaux pour constituer un ensemble cylindrique de 6,40 m de long.
Chacune de ces roues est constituée de 16 modules; ces modules sont le résultat de 5 ans de travail dans plusieurs laboratoires francais et étrangers dont le DAPNIA. L'assemblage de 16 modules en roue est effectué en salle propre au Cern, dans la position verticale. ... Lire