07 juillet 2017

Dans le domaine de l'imagerie médicale, une équipe de l'Irfu s'est lancé un défi : imager l'activité du cerveau avec une précision d'1 mm3. Son nom : CaLIPSO. Une technologie innovante à double-détection : à la fois la lumière et les électrons. Pour cela, une série de verrous technologiques doit être levée. Et l'une de ces étapes cruciales vient d'être franchie. Il s'agit de mettre en œuvre la chaîne entière d'ultra-purification du liquide de détection.

 

 

06 octobre 2017

Le consortium CTA (Cherenkov Telescope Array), qui regroupe 1300 scientifiques de 32 pays dans le monde a publié fin septembre le recueil de ses objectifs scientifiques, un document de plus de 200 pages, résultat de plusieurs années de travail auquel ont contribué des chercheurs de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu) du CEA.

A l'Irfu, le projet compte une quinzaine de physiciens et d'astrophysiciens du département de physique des particules (Irfu/DPhP) et du département d’astrophysique (Irfu/DAp). Leurs recherches se concentrent sur les phénomènes galactiques, la matière noire, les études de physique fondamentale et l’étude des phénomènes transitoires de l’Univers, des sujets abordés aujourd’hui grâce à leur implication dans les instruments H.E.S.S., Fermi, Integral, et XMM-Newton, pour n’en citer que quelques-uns.

L’observatoire CTA est sur le point de transformer notre vision du ciel à très haute énergie en détectant la lumière Tcherenkov produite par l’interaction des rayons gamma dans l’atmosphère. Afin de couvrir la totalité de la voute céleste, deux réseaux sont en cours d’installation respectivement sur le plateau d’Armazones au Chili et sur l’Ile de la Palma (archipel des Canaries). Ils comporteront au total une centaine de télescopes qui permettront d’étudier les phénomènes cataclysmiques de l’Univers, de sonder la matière soumise à des conditions extrêmes, et d’explorer les frontières de la physique, avec des performances dix fois supérieures aux instruments existants.

12 juillet 2017

Le 6 juillet 2017, en présence de Daniel Verwaerde, administrateur général du CEA, André Syrota, conseiller de l'administrateur général, Claire Corot, directrice recherche et innovation chez Guerbet, Serge Ripart, directeur imagerie chez Siemens Healthcare France, et Gilles Bloch, président de l'Université Paris-Saclay, l'aimant géant de 132 tonnes du projet Iseult a intégré officiellement l’infrastructure de recherche NeuroSpin du centre CEA de Paris-Saclay (Essonne). Cet objet de très haute technologie, qui constitue l’élément principal du scanner IRM (Imagerie par Résonance magnétique) le plus puissant au monde destiné à l’imagerie du cerveau humain, produira un champ magnétique de 11.75 teslas, soit près de 230000 fois le champ magnétique terrestre. Pour atteindre ce niveau de champ magnétique, les ingénieurs chercheurs du CEA ont dû concevoir un aimant supraconducteur hors norme!

Vous revivrez l'aventure de cet aimant sous ce lien.

24 avril 2017

Ce mardi 18 avril 2017, les équipes de l’aimant du projet Iseult du CEA et de GE se sont réunies à Belfort pour fêter l’aboutissement de leur travail commun. Après six années de construction jalonnées de sueurs froides et de moments de fierté, ce bijou de technologie pesant près de 130 tonnes est soumis à d’ultimes tests avant de débuter son grand voyage vers Neurospin. Une fois installé à Saclay de nombreuses et délicates opérations l'attendent encore:  il faudra l’équiper pour qu’il devienne un aimant de scanner IRM, le brancher à son système cryogénique et l’amener doucement au champ  magnétique record de 11,7 teslas, unique aujourd'hui pour un aimant de cette taille. Fingers crossed car d'ici un an environ, ce projet unique au monde permettra d’obtenir des images du cerveau humain avec une précision jamais atteinte.

 

 "C'est une grande joie de fêter avec les équipes la fin de la construction de cet aimant , une prouesse en soi, avant la prochaine étape à Saclay: la montée en champ! Félicitations à tous pour cette belle réalisation !" témoigne Anne-Isabelle Etienvre, directrice de l'Irfu.

"Vous avez tous réalisé un travail remarquable dont j'ai mesuré toute l'ampleur au cours de cette cérémonie. On m'a beaucoup parlé de cet aimant depuis mon arrivée au CEA il y a 4 ans, le voir en vrai c'est autre chose ! Les équipes de NeuroSpin et de l'institut Frédéric Joliot attendent maintenant avec impatience (et beaucoup d'espoirs) ce magnifique aimant à NeuroSpin, sur lequel nous allons continuer à collaborer avant de pouvoir faire les premières images ...." Alix De La Coste, directrice adjointe de la DRF.

21 juin 2017
La mission européenne PLATO définitivement acceptée à l'ESA

La mission spatiale PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars / Transits Planétaires et Oscillations d'étoiles) a été adoptée lors d'une réunion du Comité du programme scientifique de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui s'est tenue le 21 juin 2017. PLATO a pour objectif la découverte de planètes rocheuses autour d’étoiles proches, semblables à notre Soleil. Sélectionnée par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) en 2014, la mission était en préparation et son adoption clôt la phase d’étude et donne le feu vert à la phase de réalisation des instruments. Par suite, dans les prochains mois, un appel d’offre va être lancé pour la fourniture de la plate-forme spatiale sur laquelle sera placé le télescope et ses instruments. PLATO sera lancé en 2026, et il sera placé à près de 1,5 million de km de la Terre. Le satellite surveillera des dizaines de milliers d'étoiles brillantes, recherchant des variations de lumière de quelques dix millièmes, et périodiques, signes du passage d’une planète devant le disque de leur étoile.

13 mars 2017
Mystérieux alignement de l'axe de rotation des étoiles dans deux amas

Les étoiles ne jouent pas aux dés ! C'est l'extraordinaire découverte qu'on fait les chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu en parvenant à déterminer l'orientation dans l'espace de l'axe de rotation d'étoiles appartenant à deux amas d'étoiles grâce à l'astérosismologie. Environ 70 % des étoiles observées ont des axes de rotation parfaitement alignés, en contradiction formelle avec les modèles de formation d'étoiles qui prédisent au contraire que ces axes de rotation devraient être distribués totalement aléatoirement. Des simulations numériques ont permis de montrer que, très probablement, ces étoiles avaient réussi à conserver le mouvement de rotation initiale du nuage qui a donné naissance à l'amas. Cette découverte, si elle est confirmée dans d'autres amas, pourrait amener à reconsidérer les processus fondamentaux de la formation des étoiles. Ces travaux font la une de la revue Nature Astronomy du 13 mars 2017.

Voir l'interview : Le mystère de l'alignement de l'axe de rotation des étoiles 

26 juin 2017

Au bout de quatre ans de recherche et développement, l’équipe du projet LUMINEU, préparant CUPID, le futur de la traque de la désintégration double beta sans émission de neutrino (0νββ) avec des bolomètres, élit le molybdate de lithium pour un démonstrateur. En 2016, pas moins de quatre publications décisives impliquant des chercheurs de l’Irfu couronnent ce travail et éclairent la voie à suivre.

20 septembre 2017

Début août 2017, le dipôle FRESCA2, conçu et réalisé en collaboration entre l’Irfu et le CERN, a atteint le champ de 13,3 T au centre de l’ouverture de 100 mm lors des tests effectués dans la station d’essai HFM au CERN. C’est un nouveau record mondial, avec une énergie stockée de 3 MJ/m et des forces mécaniques jamais atteintes dans ce type d’aimant. Cet électroaimant a été étudié pour donner une homogénéité de champ magnétique de l’ordre du pourcent sur une longueur de 540 mm.

Lors d’un premier refroidissement à 1,9 K, l’aimant dipôle FRESCA2b a atteint un champ de 13,04 T à 10,6 kA après deux quenchs [1] et ce champ a été maintenu dans l’aimant pendant une heure. Si seulement deux essais ont pu être réalisés à 4,5 K, compte-tenu du temps disponible, ils ont montré deux quenchs à des valeurs très proches du champ nominal (12,98 T). Après un cycle thermique (remontée à la température de 280 K et deuxième refroidissement à 1,9 K), l’aimant a atteint le champ de 13,3 T à 10,85 kA sans quench additionnel. Cette valeur correspond à 71 % de la valeur maximale atteignable sur la ligne de charge de l’aimant. A 13 T, l’aimant a montré un fonctionnement stable pendant quatre heures. La station de test est à présent en maintenance, et les tests devraient reprendre en octobre pour explorer les limites d’opération du nouvel aimant.

26 mars 2017

Le projet européen E-Xfel (European X-ray Free Electron Laser) vient de passer un cap important : la mise en place de l’ensemble des modules servant à l’accélération des électrons et les premiers tests de fonctionnement. C’est l’aboutissement de 10 années de travail fourni par l’Irfu qui a livré 103 cryomodules après leur intégration au sein de l’infrastructure dédiée du Village XFEL à Saclay. Ces derniers ont passé les tests affichant une performance excellente. L’ensemble de l’accélérateur d’un kilomètre et demi est maintenant installé et prêt à fonctionner à sa température opérationnelle de 2K. Un premier faisceau d’électrons a été accéléré sur un tronçon des 17 premiers cryomodules puis a parcouru l’ensemble de l’accélérateur linéaire.

13 juin 2017

La première carte de distribution spatiale des structures de l’univers d’aujourd’hui à plus de 10 milliards d’années vient d’être révélée par les astronomes du programme Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Pour remonter à cet âge lointain de l’Univers, les physiciens ont utilisé les sources les plus violentes de l’Univers : les quasars. Ils représentent les objets les plus lumineux et témoignent d'un lointain passé où l'Univers commençait à peine à se structurer après le Big Bang.
A partir de cette nouvelle carte, les chercheurs ont mesuré pour la 1ère fois les distances entre les structures de l’Univers tel qu’il était il y a plus de 6 milliards d’années. Les groupes français du CEA et du CNRS ont eu un rôle majeur dans cette mesure que ce soit concernant la sélection des quasars mais aussi l’analyse de près de 150 000 sources. Les observations continuent mais les résultats de cette nouvelle étude après 2 ans de prise de données confirment déjà le modèle standard de la cosmologie.

30 janvier 2017

L’instrument Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument) analysera la lumière émise par 35 millions de galaxies et quasars à plusieurs moments du passé de l’Univers et jusqu’à 11 milliards d’année, pour mieux cerner l’énergie noire. Son passage en phase de construction en 2016 couronne plusieurs années de recherche et développement qui ont abouti à un design solide et une stratégie d’observation crédible. L’Irfu, partenaire du projet depuis la première heure, y a tenu toute sa place. Retour sur une année qui a vu le projet devenir réalité.

Une nouvelle phase commence pour DESI

La phase de construction de DESI a été lancée l’été dernier après approbation par le département de l’énergie américain (DOE). Son installation auprès du télescope Mayall de 4 m (Fig. 1) situé à l’observatoire national Kitt Peak en Arizona commencera en 2018 avec l’arrivée du correcteur de champ.
 
La campagne d’observations, portant sur un tiers du ciel, débutera en 2019 et durera 5 ans. Elle devrait produire 10 fois plus de données que le projet précédent, BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) achevé il y a deux ans. Cette dernière phase d’approbation par le DOE permet de lancer la construction des pièces maîtresses de l’instrument. A savoir, les 5000 robots positionneurs de fibres (Fig. 2) qui permettront de pointer précisément les objets dont on veut capter la lumière - galaxies, quasars, étoiles - et les spectrographes alimentés par les fibres optiques qui analyseront la lumière recueillie en la décomposant en multiples longueurs d’ondes. 

14 novembre 2017

Les physiciens de la collaboration Compass au Cern, dont fait partie une équipe de l’Irfu, viennent de publier les résultats d’une mesure sur la structure en quarks du proton [1] pour le moins originale. Cette mesure, attendue depuis longtemps, tend à confirmer l’une des prédictions de la théorie de l’interaction forte, la Chromodynamique Quantique (QCD). En effet, d’après la QCD, une prédiction appelée « factorisation », stipule que la réaction complexe entre deux particules lors d’une collision nucléaire de suffisamment grande énergie peut être séparée en deux contributions : l’interaction elle-même et les fonctions de distribution des quarks à l’intérieur des particules en interaction. Pour examiner le concept de factorisation, les expérimentateurs ont mesuré une même quantité physique, appelée asymétrie, mais en employant deux processus différents : avec un faisceau de muons en premier lieu et avec un faisceau de pions ensuite.  Le résultat est original car paradoxalement, pour confirmer les prédictions de la QCD, les deux expériences doivent fournir des résultats de signes opposés.

14 juin 2017

Sous la responsabilité de physiciens du CEA Irfu et de RIKEN (Japon), une collaboration internationale des équipes de RIKEN RIBF, de l'Irfu (SPhN, SACM, SEDI) et d'autres groupes européens dont l'IPNO a réalisé la première spectroscopie des isotopes très riches en neutrons 98,100Kr. L’expérience met en évidence qu’à basse énergie d’excitation du noyau de 98Kr, deux configurations différentes coexistent à des énergies très proches. La compétition entre ces deux configurations, représentées par des formes différentes, se traduit par une transition brutale d’une forme à l’autre pour l’état fondamental des chaînes isotopiques Rb, Sr et Zr à partir du 60e neutron. Dans cette expérience, on observe au contraire une transition plus progressive pour les isotopes de Kr en fonction du nombre de neutrons. Cette étude est un pas décisif vers la compréhension des limites de cette région de transition de phase quantique. Les résultats sont publiés dans la revue Physical Review Letters [PRL 118, 242501 (2017)].

24 janvier 2017

Une équipe internationale menée par l’Irfu et RIKEN (Japon) a conçu et conduit une expérience pour réaliser la première mesure de la spectroscopie du 110Zr. C’est un noyau clef pour comprendre la structure des noyaux les plus exotiques et la genèse des éléments lourds dans l’univers. Les résultats seront publiés en Janvier 2017 dans Physical Review Letters, et distingués comme “suggestion de l'éditeur”. Les scientifiques franchissent ainsi une nouvelle étape dans la compréhension des manifestations de l’interaction nucléaire.

31 octobre 2017

La collaboration ScanPyramids a découvert un nouveau vide au cœur de la pyramide de Kheops. Ce grand vide a été détecté par des techniques d’imagerie muoniques menées par trois équipes distinctes de l'Université de Nagoya (Japon), du KEK (Japon) et du CEA/Irfu. C’est la 1ère découverte d'une structure interne majeure de Kheops depuis le Moyen-Age

De dimensions proches de celle de la grande galerie, structure architecturale située au cœur de la grande pyramide (47m de long, 8m de haut), cette nouvelle cavité, baptisée ScanPyramids Big Void, a une longueur minimale de 30 mètres. Observée pour la première fois avec des films à émulsion nucléaire installés dans la chambre de la Reine (Université de Nagoya), puis détectée avec un télescope de scintillateurs installé dans la même chambre (KEK), elle a été confirmée avec des détecteurs gazeux, Micromegas, situés eux à l’extérieur de la pyramide (CEA) ), et donc avec un angle de vue très différent permettant d’affiner la localisation de ce vide. C’est la première fois qu'un instrument détecte depuis l’extérieur une cavité située au plus profond d’une pyramide.

Ces résultats ont été publiés par l'équipe ScanPyramids le 2 novembre 2017 dans le journal Nature.

 

Retour en haut