15 décembre 2015
Carte en 3D des amas de galaxies

Une nouvelle carte des amas de galaxies en trois dimensions vient d'être publiée par une équipe de chercheurs dirigée par Marguerite Pierre du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu grâce à un sondage de deux régions du ciel, chacune couvrant chacune environ 25 degrés carrés, soit environ 100 fois la surface de la pleine Lune. Ce sondage, baptisé XXL, a été réalisé de 2011 à 2013 à l'issue de 543 observations en rayons X du satellite  XMM-Newton, nécessitant plus de 6 millions de secondes d'exposition. Le sondage XXL a permis de localiser et d'identifier 450 amas de galaxies ainsi que 22 000 galaxies actives. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers, pouvant atteindre des masses de plus de cent mille milliards de fois la masse du Soleil. Leur nombre et répartition ont pu être reconstitués jusqu'à des distances d'environ 7 milliards d'années-lumière où l'Univers n'a que la moitié de son âge actuel. Le sondage XXL a révélé une densité d'amas sensiblement moins élevée que celle prévue par les modèles cosmologiques et une quantité de gaz dans ces amas également plus faible qu'attendue. Il a aussi permis la découverte de 5 nouveaux super-amas ou amas d'amas de galaxies. Ces résultats préliminaires font l'objet d'une première série de 13 articles, publiés dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

29 novembre 2015
Image énigmatique d'une galaxie naine nouvellement formée

Une équipe de scientifiques, dirigée par des chercheurs du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de révéler qu’une galaxie naine, résultant d’une collision de deux galaxies il y a plus de 300 millions d’années, pourrait permettre de mieux comprendre les premières concentrations d’étoiles et de gaz observées à grandes distances, au début de l’Univers et qui sont normalement trop faibles pour être obsevées par les télescopes actuels. Cette galaxie, baptisée NGC 5291N, a été observée grâce au nouveau spectrographe MUSE récemment mis en service au Très Grand Télescope (VLT) de l’observatoire Européen austral (ESO) et a révélé des caractéristiques inhabituelles, proches de celles des premières galaxies de l’Univers. Ces résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

29 octobre 2015
Comprendre la formation des dunes dans le désert du Ténéré pour mieux contraindre les climats de Mars et de Titan.

Une collaboration entre des chercheurs provenant de différentes disciplines (sciences planétaires, géophysique, et géographie) a permis de lever le voile sur les mécanismes de formation des dunes linéaires du désert du Ténéré au Niger, en plein cœur du Sahara. En observant sur plus d'un demi-siècle l’allongement de ces dunes – de quelques dizaines de mètres par an suivant une direction très précise –, cette étude démontre que l’évolution de la forme des dunes permet d'apporter de nouvelles indications climatiques dans des zones soumises à des régimes de vent complexes. Ce type de régimes venteux, observés sur Terre, se rencontrent également sur Mars et Titan, le plus grand satellite de Saturne. Ces travaux, publiés dans la revue américaine Geology, confirment une étude précédente menée par la même équipe sur les dunes de Titan.

22 octobre 2015
De forts champs magnétiques cachés au coeur des étoiles dévoilés grâce à « l'astérosismologie »

Une collaboration internationale de chercheurs incluant Rafael A. García du Service d'Astrophysique du CEA-Irfu/laboratoire AIM est parvenue à déterminer la présence de forts champs magnétiques au coeur des étoiles géantes rouges qui vibrent comme le Soleil. En étudiant les ondes générées à la surface de centaines d’étoiles géantes rouges, les scientifiques ont pu sonder l’intérieur des astres et reconstituer leurs structures, caractérisant en particulier les phénomènes magnétiques internes. Ils ont pu découvrir ainsi l’existence d’un champ magnétique interne considérable.  Ces résultats, obtenus par astérosismologie, analyse des faibles oscillations de luminosité d’une étoile, permettront aux chercheurs de mieux comprendre l’évolution des étoiles où le champ magnétique joue un rôle fondamental. Ces résultats sont publiés dans la revue Science du 23 octobre 2015.

12 octobre 2015
A la Cité des Sciences de la Vilette (Paris), le Lundi 12 octobre 2015 de 9h à 19h

Le 21 mai 1965, le premier rayon X d’origine cosmique était enregistré par un détecteur du CEA, lors d’un vol ballon effectué à une altitude de 37 km, depuis Aire-sur-Adour dans les Landes. Cet événement ouvrait l’ère de l’exploration astrophysique spatiale au CEA.


50 ans plus tard, le Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM est un des plus anciens laboratoires spatiaux en Europe, avec une participation de premier plan dans les grandes missions spatiales européennes INTEGRAL, XMM ou HERSCHEL actuellement en orbite et une implication scientifique et technique dans les futurs projets du JWST (James Webb télescope), SVOM, Euclid, Athena.

06 octobre 2015
Les coefficients de marée des étoiles varient en fonction de leur masse et de leur évolution

Stéphane Mathis, chercheur du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de calculer pour la première fois l’énergie et la dissipation des ondes de marées produites dans l’enveloppe convective d’étoiles de différentes masses au cours de leur évolution. Ces ondes de marée ont une influence capitale lorsque l’étoile est entourée de planètes. Elles déterminent notamment l’évolution des orbites et de la vitesse de rotation de l'étoile. Ces travaux démontrent que la dissipation peut varier sur plusieurs ordres de grandeur en fonction de la masse, de l’âge et de la rotation des étoiles. Jusqu’ici, les effets des ondes de marée étaient considérés comme relativement constants. Cette étude amène donc à une profonde révision de l’évolution et de la dynamique des systèmes planétaires comme le Système solaire. Ces résulats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

29 septembre 2015
Des simulations numériques pour expliquer les cycles d’activité magnétique des étoiles de type solaire

Le Soleil et les étoiles de type solaire possèdent un cycle d’activité magnétique dont l’origine est encore mal comprise. L’irrégularité du cycle solaire de 11 ans ou le minimum de Maunder observé au 17-18ème siècle en sont les exemples les plus marquants. Une équipe franco-américaine comprenant S. Brun du Service d’Astrophysique/Laboratoire AIM du CEA-Irfu a pour la première fois obtenu grâce à des simulations numériques 3-D hautes performances plusieurs caractéristiques très similaires à la dynamo solaire. Ces simulations montrent à la fois une activité magnétique cyclique avec une période multi-annuelle, une  propagation équatoriale de l’activité vers l’équateur formant un diagramme dit papillon similaire à celui du Soleil et une entrée et une sortie d’un grand minimum d’activité comme lors du minimum de Maunder. Les résultats de ces travaux, rendus possibles grâce à la puissance des ordinateurs des grands centres de calculs GENCI, PRACE et US, sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal. Ils permettront de mieux préparer les futures missions d’observations des étoiles de type solaire.

19 août 2015
XMM-Newton dresse un atlas des structures diffuses du gaz chaud

En analysant l’ensemble des données recueillies par le satellite XMM-Newton, une équipe internationale vient d’établir la carte la plus précise du gaz chaud de la région centrale de la Galaxie. Bulles, lobes et filaments sont recensés lors de cette étude dont certaines structures pour la première fois. Ce gaz de plusieurs millions de degré est la trace d’épisodes intenses d’activité au sein de cette région complexe. Supernova, vents d’étoiles massives et sursaut du trou noir central supermassif de la Galaxie sont évoqués pour rendre compte de l’émission X diffuse détectée par XMM-Newton. Ces travaux, auxquels ont contribué des chercheurs du Service d’Astrophysique du CEA–Irfu et du laboratoire Astroparticule et Cosmologie, ont conduit à l’élaboration d’un atlas des sources X diffuses de la région centrale de la Galaxie. Cette base de données sera extrêmement utile pour des études complémentaires, dans le domaine des rayons X  et à d’autres longueurs d’onde. Ces résultats sont publiés dans la revue MNRAS.

28 juillet 2015
La cosmologie des cisaillements cosmiques

Dans un article de revue pour "Reports on Progress in Physics", Martin Kilbinger du Service d’Astrophysique/laboratoire AIM du CEA-Irfu présente un bilan complet des résultats obtenus à partir des observations des cisaillements cosmiques dans les 15 dernières années. L'effet de cisaillement cosmique, qui a été mesuré pour la première fois en 2000, se manifeste par des déformations des images des galaxies sous l'effet de la gravitation des amas de matière. Il permet notamment de cartographier la matière noire mais également de déterminer comment l'énergie sombre affecte la toile cosmique. L'article met en évidence les défis les plus importants pour transformer le cisaillement cosmique en un outil précis pour la cosmologie. Jusqu'à présent, la matière noire a été cartographiée pour seulement une minuscule fraction du ciel. Des observations à venir, comme celles de la future mission spatiale Euclid, couvriront la plupart des régions accessibles sur le ciel. La revue presente les progrès potentiels attendus de ces futures missions pour notre compréhension du cosmos.

Visionner l'exposé de Martin Kilbinger
22 juin 2015
L’énigme des oscillations quasi-périodiques des naines blanches magnétiques

Une équipe de chercheurs du CEA (Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM et CEA-DAM) et du laboratoire Univers et Théories (LUTH) de l’Observatoire de Paris vient de publier une étude complète d’un phénomène énigmatique d’oscillations quasi-périodiques à la surface d’étoiles naines blanches fortement magnétiques, encore appelées « Polars ». Ces étoiles très denses sont en orbite autour d’un compagnon et capturent sa matière qui tombe en chute libre vers les pôles de la naine blanche. Fortement chauffé jusqu’à des millions de degrés, ce gaz chaud ou plasma émet alors principalement des rayons X.  Grâce à des simulations numériques du comportement du plasma, les chercheurs ont pu reconstituer l’existence de fortes instabilités conduisant à des oscillations rapides de la luminosité en seulement quelques secondes. Pourtant, en utilisant la base de données du satellite XMM-Newton, ces oscillations ont été recherchées sans succès dans l’émission de rayons X de plus de 20 Polars.

Cette contradiction conduit aujourd’hui les chercheurs  à proposer d’étudier le phénomène en laboratoire. En effet, des conditions physiques analogues peuvent être actuellement reproduites grâce aux lasers de grande puissance comme le LMJ (Laser Mégajoule) [1]. La maitrise des instabilités de plasma est un élément clé pour la fusion nucléaire par confinement magnétique (expérience ITER) ou inertiel (laser Mégajoule) et les instabilités de naines blanches pourraient contribuer à une meilleure compréhension de ce  phénomène général. Ces résultats font l’objet de deux articles publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics de juillet 2015.

 

voir la vidéo de la simulation numérique
10 juin 2015
Pourquoi l’atmosphère du Soleil est beaucoup plus chaude que sa surface ?

Comment la température de l’atmosphère du Soleil peut-elle atteindre jusqu’à un million de degrés, alors que celle de la surface de l’étoile est d’environ 6 000°C ? En simulant l’évolution d’une partie de l’intérieur et de l’extérieur du Soleil, des chercheurs du Centre de physique théorique (CNRS/École Polytechnique) et du Service d’Astrophysique-Laboratoire AIM (CNRS/CEA/Université Paris Diderot) ont identifié les mécanismes apportant l’énergie capable de chauffer l’atmosphère solaire. Selon leur étude, une couche située sous la surface du Soleil, qui se comporte comme une casserole en ébullition, crée un champ magnétique à petite échelle comme réserve d’énergie qui, une fois sorti de l’étoile, chauffe les couches successives de l’atmosphère solaire via  des réseaux de racines et de branches magnétiques [1], telle une mangrove. Ce chauffage de l’atmosphère, nécessaire à la création  du vent solaire qui remplit l’héliosphère, pourrait concerner de nombreuses autres étoiles. Ce résultat parait dans la revue Nature du 11 juin 2015.

07 mai 2015
Une clé pour l'évolution des premières galaxies

Dans le cadre d’un programme d’observations mené à l’aide du télescope spatial Hubble, une équipe du Service d’Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA–IRFU conduite par Anita Zanella a découvert la naissance d’un super-amas d’étoiles au sein du disque d’une galaxie très lointaine. Ce gigantesque complexe d’étoiles est âgé de moins de 10 millions d’années, et c’est la toute première fois qu’une région de formation stellaire aussi jeune est observée dans l’Univers distant. Cette découverte apporte un éclairage nouveau sur la façon dont les étoiles se forment dans les galaxies lointaines. Les propriétés physiques de cet objet indiquent que les amas d’étoiles nouvellement formés au sein de telles galaxies résistent à l’action destructrice des vents stellaires et des supernovae, et qu’ils peuvent donc survivre plusieurs centaines de millions d’années contrairement aux prédictions de certains modèles théoriques. Leur grande durée de vie leur laisserait suffisamment de temps pour migrer vers les régions internes de la galaxie, contribuant ainsi à la masse totale du bulbe galactique et à la croissance du trou noir central. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature de mai 2015.

06 mai 2015
Formation des systèmes solaires : le rôle des « pièges à planètes »

Une équipe du laboratoire « Astrophysique, Instrumentation, Modélisation » Paris-Saclay (AIM – CNRS/CEA/Université Paris Diderot)  a élaboré un nouveau modèle représentant sur des millions d’années l’évolution de disques protoplanétaires. Ces structures géantes composées de poussières et de gaz seraient le lieu privilégié de formation des planètes grâce à la présence de ce que les chercheurs appellent des « pièges à planètes ». Avec ce nouveau modèle, les scientifiques ont pu déterminer les endroits les plus favorables pour former les planètes. Ces résultats sont publiés en ligne, le 6 mai 2015, par la revue Astronomy & Astrophysics.

25 mars 2015
Une caméra ultra-compacte de haute précision pour la mesure de la radioactivité

Trois équipes du CEA (DSM/Irfu/Service d’Astrophysique, DRT/LIST/DM2I et DEN/MAR/DTEC) viennent de mettre au point, en partenariat avec des acteurs industriels et institutionnels, le prototype d’une caméra gamma ultra compacte de nouvelle génération pour la détection de sources radioactives. Réalisée dans le cadre du projet ORIGAMIX [1], cette caméra est équipée d’une matrice de détection en tellurure de cadmium (CdTe) couplée à une électronique frontale à hautes performances conçue et réalisée au CEA. Associé à un système d’imagerie à masque codé, le dispositif permet notamment de localiser avec précision les points chauds à forte radioactivité dans une zone affectée par un accident nucléaire. Un atout majeur de cette caméra réside dans sa portabilité et son excellente résolution spectrale qui permet de fournir des informations de premier plan sur l’identification et l’activité des radionucléides présents dans la zone contaminée. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2015.

12 février 2015
La collaboration Planck met aujourd’hui à disposition de la communauté un nouveau catalogue d’amas de galaxies extrait de la totalité des données de la mission. Il contient  1653 détections. Parmi elles, 439 ont été utilisées pour améliorer l’estimation des paramètres cosmologiques dont ceux liés à la matière et l’énergie noire dans le cadre du modèle cosmologique standard. Les contraintes déterminées avec les amas seuls restent en désaccord, depuis la première analyse de 2013, avec celles obtenues directement avec le fond diffus cosmologique. Ce désaccord  pourrait être en partie levé en autorisant une masse des neutrinos plus élevée que dans le modèle standard.
 

Un nouveau catalogue d’amas de galaxies.

La collaboration Planck a extrait un nouveau catalogue d’amas de galaxies de l’ensemble des données de la mission (29 mois). Ce catalogue, appelé PSZ2, contient 1653 détections dont 1203 d’ores et déjà confirmées via d’autres jeux de données en particulier avec le satellite XMM et des télescopes optiques au sol.  Il fait suite au premier catalogue PSZ1 (1227 détections) extrait sur la moitié des données de Planck et publié en 2013.

Le catalogue est obtenu par détection de l’effet Sunyaev-Zel’dovich (SZ), la diffusion Compton inverse des photons du fond diffus cosmologique (cosmic microwave background, CMB, en anglais) sur le gaz chaud d’électrons à l’intérieur des amas de galaxies. C’est la fameuse « ombre portée des amas » sur les cartes du fond diffus cosmologique[1] 

23 janvier 2015
H.E.S.S. découvre trois sources gamma extrêmement lumineuses dans une galaxie satellite de la Voie Lactée

Une fois de plus, H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a démontré ses excellentes performances dans l'exploration de l'Univers non-thermique à très haute énergie. Dans le Grand Nuage de Magellan, ce réseau de télescopes a découvert trois sources d'origine stellaire, de nature différente, et parmi les plus lumineuses connues à ce jour dans ce domaine : une nébuleuse de pulsar et un vestige de supernova, tous deux très brillants aux autres longueurs d'onde, ainsi qu'une coquille large de 270 années-lumière qui aurait été formée par les vents d'étoiles massives et les explosions en supernova associées. Communément appelée "superbulle", cette dernière représente un nouveau type de sources émettrices dans ce domaine gamma de très haute énergie. Pour la première fois, des sources gamma de type stellaire sont ainsi détectées dans une galaxie autre que la Voie Lactée.

 

28 octobre 2015

L’expérience Edelweiss III inspecte la matière noire à travers ses agents les plus secrets : les Wimps. Armés de bolomètres ultra-sensibles installés au cœur du laboratoire souterrain de Modane, l'équipe de recherche traque le signal de cette hypothétique particule. Une nouvelle campagne de recherche, menée durant 8 mois, vise en particulier à tester des indications de signal WIMP potentiel autour de 10 GeV publiées par 4 autres expériences.

Résultat d'Edelweiss: pas de signal! Aucun des candidats, apparus entre 2010 et 2014, n’est recevable pour porter le titre de Wimp. Les campagnes suivantes permettront d'explorer le territoire encore inconnu des WIMPs de très basse masse, en deça de 10 GeV. Les résultats viennent d'être présentés à la conférence internationale TAUP 2015 (Topics in Astroparticle and Underground Physics).

 

21 septembre 2015

La collaboration Nucifer, rassemblant des physiciens du CEA de l’Irfu (DSM), de la DEN, de la DAM, de Subatech Nantes (CNRS) et du Max Planck Institut d'Heidelberg, publie le 21/09/2015 les premiers résultats de l’expérience (http://arxiv.org/abs/1509.05610) et démontre la faisabilité et l’efficacité de la « neutrinométrie » des réacteurs nucléaires au stade de pré-industrialisation. Nucifer fonctionne automatiquement, auprès du réacteur Osiris sur le centre de Saclay, et détecte les antineutrinos électroniques créés dans les chaînes de désintégration des produits de fission nucléaire comme attendu. La sensibilité à la composition isotopique du combustible  dans le cœur d’Osiris a été chiffrée. Ces premiers résultats sont prometteurs et pourraient à terme avoir une application au profit de l'AIEA (l’Agence Internationale de l’Energie Atomique).

02 septembre 2015

Le 1er septembre 2015, à l’occasion de la conférence annuelle sur la physique auprès du grand collisionneur de hadrons (LHCP 2015), les expériences Atlas et CMS ont présenté pour la première fois leurs résultats combinés sur les propriétés du boson de Higgs avec les données de 2011 et 2012, offrant ainsi les résultats les plus précis à ce jour. Les physiciens de l'Irfu et de l'In2p3 de ces expériences ont contribué en fournissant leurs mesures avant la combinaison mais aussi en travaillant sur les mesures combinées. Les groupes de l'Irfu ont participé aux mesures dans le canal de désintégration du boson de Higgs en deux bosons Z pour Atlas, et en deux photons et deux leptons tau pour CMS.

Toutes les propriétés concordent avec les prédictions du modèle standard de la physique des particules. Ces mesures vont servir de référence pour les analyses à venir effectuées avec les nouvelles données de la phase 2 du LHC.


Lien vers la publication : http://cds.cern.ch/record/2053103/files/HIG-15-002-pas.pdf

28 août 2015

Du 19 au 22 juillet 2015, la communauté mondiale de physique des particules s’est réunie à Vienne à l’occasion de la Conférence sur la physique des hautes énergies 2015 de la Société européenne de physique (EPS2015). La conférence était  l’occasion pour toutes les expériences LHC de présenter leurs nouveaux résultats de la première période d’exploitation du LHC (run1 à 8 TeV de 2010 à 2012)  et de présenter les premières mesures du run2 à 13 TeV qui a démarré en juin. Les équipes du service de physique des particules (SPP) de l’Irfu sont impliquées dans 2 des grandes expériences du LHC, Atlas et CMS, qui continuent de publier des résultats du run1 à un rythme soutenu sur pratiquement tous les sujets de physique ainsi que sur les performances des détecteurs dans les conditions du run2. Ces publications sont d'ores et déjà considérées comme un héritage du run1 du LHC dans l'histoire de la physique des particules et resteront des références essentielles.

29 juillet 2015

La collaboration Tokai-to-Kamiokande (T2K), associant notamment le CNRS et le CEA, vient d’observer ses trois premiers "événements candidats" d’oscillation des antineutrinos. Ces résultats ont été obtenus grâce au détecteur Super-Kamiokande qui a révélé l’apparition de trois antineutrinos électroniques au sein d’un faisceau initial constitué d’antineutrinos muoniques. Les résultats ont été présentés lors de l’European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS-HEP) qui a lieu en ce moment à Vienne (Autriche).

03 juillet 2015

Alors que le Grand collisionneur de hadrons (LHC) vient de démarrer sa deuxième phase d’exploitation, un consortium piloté par le CERN commence à travailler à l’étape d’après. Le projet European Circular Energy-Frontier Collider (EuroCirCol), financé par la Commission européenne, vise à identifier les efforts à fournir en vue de la construction d’un « Futur Collisionneur Circulaire » (FCC) quatre fois plus grand et presque huit fois plus puissant que le LHC d’aujourd’hui.

 

 

Livrables et implication de l'Irfu

Dans 4 ans, le livrable de ce projet est l’étude du cœur de la machine (le design des arcs, des aimants et des régions expérimentales, le système de collimation et le système à vide pour les faisceaux).

Roy Aleksan (SPP) est le président du « EuroCirCol Collaboration Board », instance de pilotage qui est composée d’un représentant pour chacun des 16 partenaires du projet.

Sur les 5 Work Package (WP) du projet, l’Irfu est responsable du WP2 sur le design des arcs (WP coordonné par Antoine Chance du SACM), et l'institut est fortement impliqué dans le WP5 sur l’étude des aimants supraconducteurs (avec le conducteur Nb3Sn pour nobium étain, celui qui est en étude pour les futurs aimants pour la version Haute Luminosité du LHC).

26 juin 2015

 

L’Observatoire de Paris, le CNRS, le CEA et la Région Île-de-France ont inauguré, le 24 juin 2015, la plateforme GAmma-ray Telescope Elements (GATE) sur le site de Meudon de l’Observatoire de Paris, pour l’exploration de l’Univers.

L’inauguration de cette plateforme représente une étape importante du projet de futur réseau de télescopes Cherenkov Telescope Array (CTA). Regroupant 31 pays, 200 instituts de recherche et plus de 1200 scientifiques, le programme international CTA devrait permettre de mieux comprendre les phénomènes extrêmes de l’Univers.

Dans ce contexte, l’initiative GATE, portée par l’Observatoire de Paris et cofinancée par la Région Île-de-France (appel d’offre SESAME), le CNRS et le CEA, a pour objectif l’étude de concepts et le développement de prototypes d’instruments nécessaires à la mise en place du réseau CTA.

Aujourd’hui, les instruments conçus dans le cadre de GATE sont terminés. Il s’agit notamment de prototypes d’éléments, télescopes et caméras, qui pourront constituer une partie de l’infrastructure CTA. Après tests et évaluations, la prochaine étape sera d’optimiser les prototypes, les performances, les coûts et les procédés d’industrialisation. S’en suivra la construction des « premiers de série » qui pourront être installés sur les deux sites de CTA à l’horizon 2017.

18 mars 2015

Les collaborations ATLAS et CMS ont présenté pour la première fois leur mesure combinée de la masse du boson de Higgs, parvenant à une mesure précise à 0,2% près. Présentée lors de la 50e  édition des «Rencontres de Moriond» en Italie le 17 mars 2015, cette mesure est l’une des plus précises obtenues au LHC à ce jour. Les physiciens du CEA-Irfu ont joué un rôle majeur pour obtenir ce résultat, à travers leurs contributions sur l’étalonnage des calorimètres électromagnétiques d’ATLAS et de CMS ainsi que sur la reconstruction des muons dans le spectromètre d’ATLAS.

13 mars 2015

La collaboration ATLAS vient de rendre publics les résultats d’une recherche menée en grande partie par des physiciens du service de physique des particules de l’Irfu  sur la production simultanée de 3 bosons dans les collisions proton-proton du LHC au CERN. Les événements observés, contenant un boson W et deux photons (γ), constituent la première preuve expérimentale de l’existence du couplage WWγγ prédit par la structure mathématique de la théorie électrofaible du modèle standard de la physique des particules. Ces interactions sont intimement liées au mécanisme de Higgs qui permet de décrire ce type de couplages. Cette mesure permet également de contraindre les modèles de nouvelle physique au delà du modèle standard.

 

Dans le modèle standard de la physique des particules, l’étude des interactions entre bosons de jauge, particules médiatrices de la force électromagnétique (le photon noté γ) et de la force nucléaire faible (les bosons Z  et  W) constitue un test important de la structure fondamentale de la théorie électrofaible, pièce maitresse de ce modèle standard. La structure interne de ce modèle implique l’existence de seulement deux couplages fondamentaux à trois bosons de jauge ZWW, gWW et de quatre couplages à quatre bosons de jauge ggWW, gZWW, ZZWW et WWWW.

Non seulement ces interactions sont la manifestation directe du caractère non- commutatif de la symétrie sur laquelle la théorie est fondée mais elles sont intimement liées à la brisure spontanée de cette symétrie et au mécanisme de Higgs qui permet de décrire ces couplages.

 

 

12 mars 2015

Dans le cadre de la recherche de la matière noire, en ce début d’année 2015,  la sphère SEDINE avec ses 60cm de diamètre, 390 litres de Néon, son niveau de bruit extrêmement faible, et une seule voie de lecture a rejoint et même amélioré les meilleurs résultats internationaux d'exclusion sur la recherche des WIMPS de basses énergies (entre 100 MeV à 4 Gev).  Cette R&D innovante et prometteuse pour la détection directe de matière noire débouche déjà sur un projet de  nouvelle sphère de 2 m de diamètre réalisée en collaboration avec  l’Irfu pour le laboratoire SNOLAB1 et prendra des données d’ici 2 ans.  

 

Le compteur sphérique proportionnel est un nouveau concept de détecteur gazeux développé par une équipe du Sédi au sein de l’Irfu. A la fois  robuste  et présentant une bonne résolution en énergie ce détecteur est capable de capter de très faibles dépôts d’énergie jusqu’à l’électron unique.

Une bille métallique, placée au centre d’une grande enceinte sphérique remplie de gaz, est polarisée à une haute tension de façon à créer un champ radial.  Les charges sont amplifiées dans le gaz par un phénomène d’avalanche, analogue à celui utilisé pour les chambres à fils ou les détecteurs Micromégas, produisant ainsi un signal lu par une électronique adaptée.

Un détecteur sphérique de 60 cm de diamètre, la SEDINE a été fabriqué avec des matériaux sélectionnés pour leur basse radioactivité. Pour se protéger des rayons cosmiques le détecteur a été installé dans le laboratoire souterrain de MODANE au sein d’un château de plomb, cuivre et polyéthylène  réduisant l’effet de la très faible radioactivité  du laboratoire.

 

 

12 février 2015
La collaboration Planck met aujourd’hui à disposition de la communauté un nouveau catalogue d’amas de galaxies extrait de la totalité des données de la mission. Il contient  1653 détections. Parmi elles, 439 ont été utilisées pour améliorer l’estimation des paramètres cosmologiques dont ceux liés à la matière et l’énergie noire dans le cadre du modèle cosmologique standard. Les contraintes déterminées avec les amas seuls restent en désaccord, depuis la première analyse de 2013, avec celles obtenues directement avec le fond diffus cosmologique. Ce désaccord  pourrait être en partie levé en autorisant une masse des neutrinos plus élevée que dans le modèle standard.
 

Un nouveau catalogue d’amas de galaxies.

La collaboration Planck a extrait un nouveau catalogue d’amas de galaxies de l’ensemble des données de la mission (29 mois). Ce catalogue, appelé PSZ2, contient 1653 détections dont 1203 d’ores et déjà confirmées via d’autres jeux de données en particulier avec le satellite XMM et des télescopes optiques au sol.  Il fait suite au premier catalogue PSZ1 (1227 détections) extrait sur la moitié des données de Planck et publié en 2013.

Le catalogue est obtenu par détection de l’effet Sunyaev-Zel’dovich (SZ), la diffusion Compton inverse des photons du fond diffus cosmologique (cosmic microwave background, CMB, en anglais) sur le gaz chaud d’électrons à l’intérieur des amas de galaxies. C’est la fameuse « ombre portée des amas » sur les cartes du fond diffus cosmologique[1] 

23 janvier 2015
H.E.S.S. découvre trois sources gamma extrêmement lumineuses dans une galaxie satellite de la Voie Lactée

Une fois de plus, H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a démontré ses excellentes performances dans l'exploration de l'Univers non-thermique à très haute énergie. Dans le Grand Nuage de Magellan, ce réseau de télescopes a découvert trois sources d'origine stellaire, de nature différente, et parmi les plus lumineuses connues à ce jour dans ce domaine : une nébuleuse de pulsar et un vestige de supernova, tous deux très brillants aux autres longueurs d'onde, ainsi qu'une coquille large de 270 années-lumière qui aurait été formée par les vents d'étoiles massives et les explosions en supernova associées. Communément appelée "superbulle", cette dernière représente un nouveau type de sources émettrices dans ce domaine gamma de très haute énergie. Pour la première fois, des sources gamma de type stellaire sont ainsi détectées dans une galaxie autre que la Voie Lactée.

 

16 décembre 2015

L’expérience BABAR au SLAC a publié des mesures de section efficace pour la réaction d’annihilation électron-positron en proton-antiproton. Ces données, exprimées en termes de facteur de forme temporel du proton, ont été ré-analysées en fonction de l’impulsion relative des particules sortantes (Phys.Rev.Lett. 114 - 2015). Des structures périodiques, régulières, ont été mises en évidence, comme dans un phénomène d’interférence entre deux sources. L’une des sources provient d’une région spatiale dix fois plus petite que la dimension du proton et porte l’information sur la transition du « vide » à la matière.

02 décembre 2015

Un nouveau détecteur Micromegas vient d’être développé à l’Irfu : pour la première fois, la micro?grille et l’anode sont segmentées en pistes, dans des directions perpendiculaires. Ce détecteur offre ainsi une vraie structure 2D pour la reconstruction des trajectoires des particules chargées. De plus, ayant une masse très faible, il est parfaitement adapté à des mesures en faisceau de neutrons moyennant l’utilisation d’un convertisseur. Le détecteur a été testé avec succès et est dorénavant utilisé comme profileur transparent du faisceau de neutrons de l’expérience n_TOF au CERN.

05 novembre 2015
En s’impliquant fortement dans le projet européen EuPRAXIA (European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications), le CEA, le CNRS et SOLEIL confirment leur engagement dans les nouvelles techniques d’accélération plasma piloté par laser. D'ici à la fin 2019, EuPRAXIA produira un rapport d’étude de conception sur le premier accélérateur plasma mondial de 5 GeV, desservant des aires expérimentales dédiées et avec la qualité de faisceau requise par les utilisateurs. Fort de son expérience en conception de systèmes d'accélération, en dynamique de faisceaux et de sa contribution à l'expérience d'accélération plasma dans le cadre de CILEX (Centre Interdisciplinaire Lumière Extrême) l'Institut de Recherche dans les Lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) est fortement impliqué dans la simulation, le transport et la manipulation du faisceau d’électrons.
04 novembre 2015
Lors des Little Bangs produits par les collisions d’ions lourds ultra-­relativistes au LHC du CERN, un milieu très dense et très chaud est créé. Ce milieu, analogue à celui par lequel l’Univers tout entier serait passé quelques microsecondes après le Big Bang, est réduit à une « soupe » où ne figurent que les constituants les plus élémentaires de la matière, un plasma de quarks et de gluons (QGP). On cherche à mesurer comment ce plasma agit sur la formation des quarkonia: états liés de quarks charmés J/psi (c-cbar) ou beaux l’Upsilon (b-bbar). L'équipe de l'Irfu de l'expérience ALICE a présenté les résultats de la campagne (2010-2013) de mesures des quarkonia à la conférence internationale Quark Matter 2015 en octobre au Japon. Ces résultats confirment la suppression, prédite, des quarkonia au LHC mais mettent en evidence d’autres mécanismes de production qui font l’objet d’intenses études expérimentales et théoriques. L'enquête se poursuit avec la phase 2 du LHC.

 

02 novembre 2015

Les noyaux « exotiques » lancent le défi d’une description universelle de la structure nucléaire et soulèvent la question de l’origine de l’évolution de la structure en couches de noyaux. Une équipe de l’Irfu a développé le projet MINOS (Magic Number Off Stability) visant à répondre à ces questions. Un programme de physique a été établi en collaboration avec des équipes japonaises de RIKEN dont le RIBF (Radioactive Isotope Beam Factory) est l’accélérateur le plus performant mondialement pour produire des noyaux riches en neutrons à des énergies intermédiaires de plusieurs centaines de MeV. Les expériences avec le détecteur MINOS ont débutées en 2014 et leurs premiers résultats viennent d’être publiés dans Physical Review Letters couronnant 5 années d’efforts et ouvrant la voie à une moisson de résultats passionnants dans les années à venir.

05 octobre 2015

Une phase de R&D menée à l'Irfu sur des détecteurs Micromégas vient d’aboutir à un nouveau type de trajectographe encore plus performants capables de reconstruire des traces de particules chargées avec un flux incident de quelques centaines de kHz/mm2 et de résister aux décharges provoquées   par   des   particules   fortement   ionisantes.  En avril 2015, ces nouveaux détecteurs ont été installés dans le spectromètre de l’experience Compass (au Cern). Les premières analyses de performances montrent qu'ils atteignent des efficacités de détection supérieures à 95% dans un flux important (plusieurs centaines de kHz) de particules fortement ionisantes, et leur résolution spatiale est au niveau attendu entre 70 et 100 µm. L'expérience Compass profite ainsi de ces nouveaux détecteurs qui assurent dorénavant la reconstruction du faisceau et de l'ensemble des particules diffusées par la cible.

21 septembre 2015

La collaboration Nucifer, rassemblant des physiciens du CEA de l’Irfu (DSM), de la DEN, de la DAM, de Subatech Nantes (CNRS) et du Max Planck Institut d'Heidelberg, publie le 21/09/2015 les premiers résultats de l’expérience (http://arxiv.org/abs/1509.05610) et démontre la faisabilité et l’efficacité de la « neutrinométrie » des réacteurs nucléaires au stade de pré-industrialisation. Nucifer fonctionne automatiquement, auprès du réacteur Osiris sur le centre de Saclay, et détecte les antineutrinos électroniques créés dans les chaînes de désintégration des produits de fission nucléaire comme attendu. La sensibilité à la composition isotopique du combustible  dans le cœur d’Osiris a été chiffrée. Ces premiers résultats sont prometteurs et pourraient à terme avoir une application au profit de l'AIEA (l’Agence Internationale de l’Energie Atomique).

14 septembre 2015

Les physiciens de l'expérience Compass au CERN, dont fait partie une équipe de l'Irfu, ont observé une particule inattendue, appelée a1(1420). L'article annonçant cette découverte vient d'être publié dans Physical Review Letters [1]. D'après ses propriétés - masse et nombres quantiques - la nouvelle particule fait partie de la famille des mésons. Comme tous les membres de sa famille, le nouveau méson est une particule composite, constituée des briques réellement élémentaires que sont les quarks. Toutes les particules observées jusqu'ici pouvaient être expliquées par des combinaisons à deux ou trois quarks. Or, les caractéristiques du nouveau méson a1(1420) découvert par Compass ne sont pas compatibles avec une structure en deux quarks: c'est ce qui intrigue les scientifiques de la physique hadronique.

[1] Publication: C. Adolph et al., (COMPASS Collaboration) Physical Review Letters 115, 082001 (2015).  

30 juin 2015

Chacun de nous est traversé en permanence par des particules, appelées muons, issues de l’interaction du rayonnement cosmique naturel avec l’atmosphère terrestre. En utilisant des détecteurs issus de la recherche fondamentale, une équipe du SPhN et du Sédi a récemment mis au point un petit télescope muonique d’une très grande précision permettant de reconstruire la trajectoire de ces particules. L’intérêt ? Utiliser l’absorption de ces muons dans la matière pour imager l’intérieur d’un objet. Une première muographie du château d’eau du Centre de Saclay a permis de valider le fonctionnement de ce télescope en imagerie statique et même dynamique. Le tout avec 25W, soit une ampoule basse consommation.

14 avril 2015

Rétroconcevoir un hadron, c’est analyser sa structure en quarks et gluons pour exhiber les mécanismes de l’interaction forte. Du fait des créations de paires de particules à toutes les échelles de temps et de distance, le nombre de quarks et de gluons dans les hadrons est variable et arbitrairement élevé. Leur structure est donc décrite statistiquement en termes de distributions. Les Distributions de Partons Généralisées sont celles d’intérêt expérimental actuel qui contiennent l’information la plus riche. Des théoriciens de l’Irfu viennent de les modéliser au moyen de degrés de liberté effectifs construits de manière mathématiquement cohérente à partir des quarks et gluons de QCD. Ces travaux sont publiés dans la prestigieuse revue Physics Letters B (Phys. Lett. B737 (2014) 23 et Phys. Lett. B741 (2015) 190) et concernent pour l’heure le plus léger des hadrons, le pion. Ils seront suivis de la description du proton.

11 février 2015
L’expérience COMPASS du CERN, impliquant le CEA et des partenaires internationaux, rapporte une mesure essentielle concernant l’interaction forte. Celle-ci lie ensemble les composants des noyaux atomiques (quarks dans les nucléons, et nucléons dans le noyau). Les résultats, concernant une propriété du plus léger des mésons - le pion, publiés aujourd’hui dans la revue Physics Review Letters, sont en parfait accord avec la théorie des perturbations chirales développées dans les années 80.

 

 

 Dans le modèle décrivant l’interaction forte, appelé modèle de perturbation chirale, les mésons (état lié de de 2 quarks) les plus légers, appelés pions, sont les médiateurs de cette interaction entre nucléons (protons et neutrons). La  polarisabilité d’un hadron mesure la réponse de celui-ci à une excitation électromagnétique (fig 1). C’est une observable qui fait partie de ses propriétés fondamentales, au même titre que sa masse ou sa charge électrique. Cette théorie de l’interaction forte prédit avec précision cette polarisabilité pour le pion. Elle intrigue les scientifiques depuis les années 1980, car les premières mesures semblaient contredire la théorie. Finalement, le résultat obtenu aujourd’hui correspond étroitement à cette théorie.

29 janvier 2015

Les neutrons retardés jouent un rôle primordial pour le pilotage des réacteurs. Ils sont aussi utilisés dans certaines techniques d’interrogation de colis de déchet ou de détection de matières nucléaires. Une équipe du CEA a récemment déterminé les rendements des neutrons retardés produits par la fission du thorium induite par des neutrons de 2 à 16 MeV, une partie de cet intervalle n’ayant jamais été explorée à ce jour.

 

Origine des neutrons retardés

Lors de la fission des actinides, la majorité des fragments produits sont radioactifs. Ces fragments riches en neutrons rejoignent la vallée de stabilité par décroissance ß-. Lorsque le noyau fils est produit avec une énergie d’excitation supérieure à l’énergie de liaison d’un neutron, il y a émission d’un neutron. Puisque ces neutrons sont émis après la décroissance ß- , ils sont appelés retardés et le fragment d’origine est appelé précurseur de neutrons retardés (Fig. 1).

Il existe plus de 200 noyaux précurseurs. Ils sont généralement représentés en 6 groupes, chaque groupe étant caractérisé par un temps de vie (Ti) et une abondance relative (ai). La distribution temporelle du nombre de neutrons émis en fonction du temps est donnée par :

  

06 janvier 2015

Le groupe de calculs sur réseau du SPhN (T. Métivet et P. Guichon en collaboration avec L. Lellouch du CPT Marseille) vient de franchir une étape décisive en calculant la masse du méson rho et sa durée de vie. Pour cela, ils ont mobilisé les super calculateurs BlueGene-Q de l’IDRIS (France) et du centre de calcul de Jülich (Allemagne), pendant une durée équivalente à 30 millions d’heures-processeur, dans le cadre de la collaboration Budapest-Marseille-Wuppertal (BMW). Les résultats, en accord remarquable avec l’expérience, montrent que les calculs sur réseau peuvent maintenant prédire les propriétés des particules qui se désintègrent par interaction forte.

 

La QCD1 sur réseau permet en principe de prédire tout ce qui est régi par l’interaction forte une fois que les masses des quarks ont été fixées. Cependant il y a loin de la coupe aux lèvres car les calculateurs actuels ne peuvent traiter que des réseaux de petite dimension, ce qui limite les applications à des systèmes très simples. De plus les algorithmes de calcul ralentissent dramatiquement quand les masses des quarks légers approchent leurs vraies valeurs, voisines de zéro. C’est pourquoi l’immense majorité des calculs portent sur les propriétés (masse, taille, etc...) d’un seul hadron (nucléon, pion,...) et en général avec des masses de quarks loin de leurs valeurs physiques. La conséquence la plus néfaste est que le pion, le méson le plus léger, se voit attribuer par le calcul une masse nettement supérieure  aux 140 Mev prévus par la nature, ce qui complique la comparaison avec l’expérience. En effet chaque observable doit être calculé avec des paramètres correspondant à plusieurs masses de pion et ensuite extrapolée vers la valeur physique de 140 Mev.Cette procédure, dite "extrapolation chirale" est le pain noir des latticistes (lattice mot anglais pour réseau).

Une autre difficulté évidente, est que la taille finie du réseau empêche les particules de s’éloigner indéfiniment les unes des autres, ce qui arrive pourtant aux produits de désintégration d’une particule instable. Si la masse des quarks était très grande toutes les particules seraient stables et on pourrait comparer directement les calculs à l’expérience. Mais les particules qui intéressent les physiciens nucléaires contiennent des quarks légers, ce qui les met dans la pire des situations : la petite masse des quarks ralentit  terriblement le calcul et de plus rend instable la plupart des particules ! La physique nucléaire serait donc inaccessible aux calculs de QCD sur réseau? Les résultats que nous présentons ci-dessous montrent que ce n’est pas le cas.

 

15 décembre 2015

Le 3 Décembre 2015 à 9H00, le RFQ de l’accélérateur Spiral2 a accéléré son premier faisceau de protons à l’énergie nominal de 0.75 MeV. Cet événement marque l’aboutissement de longues années d’études, de développements et de tests. Les lots de travaux Irfu étaient au cœur de cette réussite: depuis la source de deutons et protons, au contrôle-commande et mécanique des lignes faisceaux après la source, le RFQ, et l'électronique Low level RF permettant de réguler les champs accélérateurs dans les cavités et la fréquence de la machine.

Dans les mois à venir, les tests de qualification du RFQ continuent en protons et deutons. Puis ce sera le tour des ions plus lourds (hélium, oxygène, nickel, etc.) d'être accélérés.  Ensuite les faisceaux seront injectés dans la suite de l’accélérateur composée de cavités supraconductrices fournies par l’Irfu et l’IPNO. La mise en service de l’accélérateur de Spiral 2 et de ses salles expérimentales est attendue pour 2017.

15 décembre 2015
Carte en 3D des amas de galaxies

Une nouvelle carte des amas de galaxies en trois dimensions vient d'être publiée par une équipe de chercheurs dirigée par Marguerite Pierre du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu grâce à un sondage de deux régions du ciel, chacune couvrant chacune environ 25 degrés carrés, soit environ 100 fois la surface de la pleine Lune. Ce sondage, baptisé XXL, a été réalisé de 2011 à 2013 à l'issue de 543 observations en rayons X du satellite  XMM-Newton, nécessitant plus de 6 millions de secondes d'exposition. Le sondage XXL a permis de localiser et d'identifier 450 amas de galaxies ainsi que 22 000 galaxies actives. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers, pouvant atteindre des masses de plus de cent mille milliards de fois la masse du Soleil. Leur nombre et répartition ont pu être reconstitués jusqu'à des distances d'environ 7 milliards d'années-lumière où l'Univers n'a que la moitié de son âge actuel. Le sondage XXL a révélé une densité d'amas sensiblement moins élevée que celle prévue par les modèles cosmologiques et une quantité de gaz dans ces amas également plus faible qu'attendue. Il a aussi permis la découverte de 5 nouveaux super-amas ou amas d'amas de galaxies. Ces résultats préliminaires font l'objet d'une première série de 13 articles, publiés dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

02 décembre 2015

Un nouveau détecteur Micromegas vient d’être développé à l’Irfu : pour la première fois, la micro?grille et l’anode sont segmentées en pistes, dans des directions perpendiculaires. Ce détecteur offre ainsi une vraie structure 2D pour la reconstruction des trajectoires des particules chargées. De plus, ayant une masse très faible, il est parfaitement adapté à des mesures en faisceau de neutrons moyennant l’utilisation d’un convertisseur. Le détecteur a été testé avec succès et est dorénavant utilisé comme profileur transparent du faisceau de neutrons de l’expérience n_TOF au CERN.

25 novembre 2015

« Ne croyez pas ce que votre cœur et votre raison voient mais ce que vos yeux voient, » plaidait l’astrophysicien et prix Nobel de physique, Adam Riess, à propos de ses recherches. Mieux voir le cosmos pour mieux comprendre l’architecture des superamas de galaxies, est précisément le défi relevé par le Sedi/Lilas grâce à la mise au point du logiciel SDvision. Grâce à ses performances de visualisation 3D, le logiciel a contribué à l’identification d’une mini structure dont le bassin d’attraction est équilibré par Laniakea, Perseus-Pisces, et Coma,  trois grands superamas. Rencontre avec Arrowhead, nouvelle admise dans la cartographie du cosmos.

02 novembre 2015

Les noyaux « exotiques » lancent le défi d’une description universelle de la structure nucléaire et soulèvent la question de l’origine de l’évolution de la structure en couches de noyaux. Une équipe de l’Irfu a développé le projet MINOS (Magic Number Off Stability) visant à répondre à ces questions. Un programme de physique a été établi en collaboration avec des équipes japonaises de RIKEN dont le RIBF (Radioactive Isotope Beam Factory) est l’accélérateur le plus performant mondialement pour produire des noyaux riches en neutrons à des énergies intermédiaires de plusieurs centaines de MeV. Les expériences avec le détecteur MINOS ont débutées en 2014 et leurs premiers résultats viennent d’être publiés dans Physical Review Letters couronnant 5 années d’efforts et ouvrant la voie à une moisson de résultats passionnants dans les années à venir.

28 octobre 2015

L’expérience Edelweiss III inspecte la matière noire à travers ses agents les plus secrets : les Wimps. Armés de bolomètres ultra-sensibles installés au cœur du laboratoire souterrain de Modane, l'équipe de recherche traque le signal de cette hypothétique particule. Une nouvelle campagne de recherche, menée durant 8 mois, vise en particulier à tester des indications de signal WIMP potentiel autour de 10 GeV publiées par 4 autres expériences.

Résultat d'Edelweiss: pas de signal! Aucun des candidats, apparus entre 2010 et 2014, n’est recevable pour porter le titre de Wimp. Les campagnes suivantes permettront d'explorer le territoire encore inconnu des WIMPs de très basse masse, en deça de 10 GeV. Les résultats viennent d'être présentés à la conférence internationale TAUP 2015 (Topics in Astroparticle and Underground Physics).

 

28 octobre 2015

12 cryomodules, consitutés chacun d'une cavité accélératrice en matériau supraconducteur et de son systéme de cryogénie, sont désormais en cours d’installation sur l’accélérateur linéaire de particules  Spiral2 au Ganil (Caen).

Entre sprint et marathon, l’équipée constituée de 60 collaborateurs du SEDI, SACM et SIS, ont mené ce projet commencé en 2005, de sa conception à sa phase de qualification après assemblage. Sur la ligne d’arrivée, 12 cryomodules en tous points conformes au cahier des charges : champ accélérateur supérieur à 6.5 MV/m pour des pertes thermiques inférieures à 21.5W. Leur mise en en froid est prévue au premier semestre 2016, année de mise en service de Spiral2. Ce dernier permettra de produire des ions radioactifs accélérés, afin d’étudier la structure nucléaire des ions exotiques.

 

05 octobre 2015

Une phase de R&D menée à l'Irfu sur des détecteurs Micromégas vient d’aboutir à un nouveau type de trajectographe encore plus performants capables de reconstruire des traces de particules chargées avec un flux incident de quelques centaines de kHz/mm2 et de résister aux décharges provoquées   par   des   particules   fortement   ionisantes.  En avril 2015, ces nouveaux détecteurs ont été installés dans le spectromètre de l’experience Compass (au Cern). Les premières analyses de performances montrent qu'ils atteignent des efficacités de détection supérieures à 95% dans un flux important (plusieurs centaines de kHz) de particules fortement ionisantes, et leur résolution spatiale est au niveau attendu entre 70 et 100 µm. L'expérience Compass profite ainsi de ces nouveaux détecteurs qui assurent dorénavant la reconstruction du faisceau et de l'ensemble des particules diffusées par la cible.

21 septembre 2015

La collaboration Nucifer, rassemblant des physiciens du CEA de l’Irfu (DSM), de la DEN, de la DAM, de Subatech Nantes (CNRS) et du Max Planck Institut d'Heidelberg, publie le 21/09/2015 les premiers résultats de l’expérience (http://arxiv.org/abs/1509.05610) et démontre la faisabilité et l’efficacité de la « neutrinométrie » des réacteurs nucléaires au stade de pré-industrialisation. Nucifer fonctionne automatiquement, auprès du réacteur Osiris sur le centre de Saclay, et détecte les antineutrinos électroniques créés dans les chaînes de désintégration des produits de fission nucléaire comme attendu. La sensibilité à la composition isotopique du combustible  dans le cœur d’Osiris a été chiffrée. Ces premiers résultats sont prometteurs et pourraient à terme avoir une application au profit de l'AIEA (l’Agence Internationale de l’Energie Atomique).

10 septembre 2015

 

L’European Spallation Source (ESS), la source de neutrons la plus puissante au monde, se dote d’une structure légale pour faciliter la coopération entre ses 15 partenaires européens. Au titre de l’engagement de la France, le CNRS et le CEA participent à sa construction, l’achèvement de l'accélérateur en 2019 permettra la production des premiers faisceaux de neutrons. L'Irfu et l'IPN d'Orsay   contribuent à la conception et à la construction de plusieurs lots de l’accélérateur linéaire de protons.

 

Le communiqué de presse

29 juillet 2015

La collaboration Tokai-to-Kamiokande (T2K), associant notamment le CNRS et le CEA, vient d’observer ses trois premiers "événements candidats" d’oscillation des antineutrinos. Ces résultats ont été obtenus grâce au détecteur Super-Kamiokande qui a révélé l’apparition de trois antineutrinos électroniques au sein d’un faisceau initial constitué d’antineutrinos muoniques. Les résultats ont été présentés lors de l’European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS-HEP) qui a lieu en ce moment à Vienne (Autriche).

15 juillet 2015

Hélène Courtois de l'Institut de physique nucléaire de Lyon (Université Claude Bernard Lyon 1/ CNRS), en collaboration avec Daniel Pomarède de l'Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers (CEA) et le Leibniz-Institut Für Astrophysik de Postdam en Allemagne, a mis en évidence une super autoroute cosmique sur laquelle voyagent les galaxies satellites et qui les focalise vers les grandes galaxies. Ces travaux viennent d'être publiés dans la revue MNRAS.

30 juin 2015

Chacun de nous est traversé en permanence par des particules, appelées muons, issues de l’interaction du rayonnement cosmique naturel avec l’atmosphère terrestre. En utilisant des détecteurs issus de la recherche fondamentale, une équipe du SPhN et du Sédi a récemment mis au point un petit télescope muonique d’une très grande précision permettant de reconstruire la trajectoire de ces particules. L’intérêt ? Utiliser l’absorption de ces muons dans la matière pour imager l’intérieur d’un objet. Une première muographie du château d’eau du Centre de Saclay a permis de valider le fonctionnement de ce télescope en imagerie statique et même dynamique. Le tout avec 25W, soit une ampoule basse consommation.

26 juin 2015

 

L’Observatoire de Paris, le CNRS, le CEA et la Région Île-de-France ont inauguré, le 24 juin 2015, la plateforme GAmma-ray Telescope Elements (GATE) sur le site de Meudon de l’Observatoire de Paris, pour l’exploration de l’Univers.

L’inauguration de cette plateforme représente une étape importante du projet de futur réseau de télescopes Cherenkov Telescope Array (CTA). Regroupant 31 pays, 200 instituts de recherche et plus de 1200 scientifiques, le programme international CTA devrait permettre de mieux comprendre les phénomènes extrêmes de l’Univers.

Dans ce contexte, l’initiative GATE, portée par l’Observatoire de Paris et cofinancée par la Région Île-de-France (appel d’offre SESAME), le CNRS et le CEA, a pour objectif l’étude de concepts et le développement de prototypes d’instruments nécessaires à la mise en place du réseau CTA.

Aujourd’hui, les instruments conçus dans le cadre de GATE sont terminés. Il s’agit notamment de prototypes d’éléments, télescopes et caméras, qui pourront constituer une partie de l’infrastructure CTA. Après tests et évaluations, la prochaine étape sera d’optimiser les prototypes, les performances, les coûts et les procédés d’industrialisation. S’en suivra la construction des « premiers de série » qui pourront être installés sur les deux sites de CTA à l’horizon 2017.

26 juin 2015

Le projet HARPO (Hermetic ARgon POlarimeter) est  un démonstrateur pour prouver la faisabilité d’un détecteur d’un nouveau type pour l’astronomie gamma du MeV au GeV permettant pour la première fois la mesure de la polarisation du rayonnement. C’est le fruit d’une collaboration d'un groupe du LLR (Laboratoire Leprince Ringuet, Ecole Polytechnique & CNRS/IN2P3) et d'un groupe de l'Irfu. La mesure de la polarisation fournira un diagnostic puissant de la compréhension des phénomènes violents de l’Univers issus des sources astrophysiques comme des pulsars ou des noyaux actifs de galaxie.  Harpo a été testé au Japon fin 2014 à l’aide d’un faisceau photons polarisés et l’analyse en cours révèle  déjà de bonnes performances du détecteur. L’analyse se poursuit pour optimiser ce démonstrateur. La prochaine étape : réaliser un test en ballon stratosphérique, étape nécessaire pour permettre au projet de passer dans une phase de mission spatiale.

12 mars 2015

Dans le cadre de la recherche de la matière noire, en ce début d’année 2015,  la sphère SEDINE avec ses 60cm de diamètre, 390 litres de Néon, son niveau de bruit extrêmement faible, et une seule voie de lecture a rejoint et même amélioré les meilleurs résultats internationaux d'exclusion sur la recherche des WIMPS de basses énergies (entre 100 MeV à 4 Gev).  Cette R&D innovante et prometteuse pour la détection directe de matière noire débouche déjà sur un projet de  nouvelle sphère de 2 m de diamètre réalisée en collaboration avec  l’Irfu pour le laboratoire SNOLAB1 et prendra des données d’ici 2 ans.  

 

Le compteur sphérique proportionnel est un nouveau concept de détecteur gazeux développé par une équipe du Sédi au sein de l’Irfu. A la fois  robuste  et présentant une bonne résolution en énergie ce détecteur est capable de capter de très faibles dépôts d’énergie jusqu’à l’électron unique.

Une bille métallique, placée au centre d’une grande enceinte sphérique remplie de gaz, est polarisée à une haute tension de façon à créer un champ radial.  Les charges sont amplifiées dans le gaz par un phénomène d’avalanche, analogue à celui utilisé pour les chambres à fils ou les détecteurs Micromégas, produisant ainsi un signal lu par une électronique adaptée.

Un détecteur sphérique de 60 cm de diamètre, la SEDINE a été fabriqué avec des matériaux sélectionnés pour leur basse radioactivité. Pour se protéger des rayons cosmiques le détecteur a été installé dans le laboratoire souterrain de MODANE au sein d’un château de plomb, cuivre et polyéthylène  réduisant l’effet de la très faible radioactivité  du laboratoire.

 

 

15 décembre 2015

Le 3 Décembre 2015 à 9H00, le RFQ de l’accélérateur Spiral2 a accéléré son premier faisceau de protons à l’énergie nominal de 0.75 MeV. Cet événement marque l’aboutissement de longues années d’études, de développements et de tests. Les lots de travaux Irfu étaient au cœur de cette réussite: depuis la source de deutons et protons, au contrôle-commande et mécanique des lignes faisceaux après la source, le RFQ, et l'électronique Low level RF permettant de réguler les champs accélérateurs dans les cavités et la fréquence de la machine.

Dans les mois à venir, les tests de qualification du RFQ continuent en protons et deutons. Puis ce sera le tour des ions plus lourds (hélium, oxygène, nickel, etc.) d'être accélérés.  Ensuite les faisceaux seront injectés dans la suite de l’accélérateur composée de cavités supraconductrices fournies par l’Irfu et l’IPNO. La mise en service de l’accélérateur de Spiral 2 et de ses salles expérimentales est attendue pour 2017.

27 novembre 2015

Le dipôle supraconducteur de grande acceptance R3B-Glad est destiné à l’analyse des réactions de faisceaux d’ions lourds radioactifs relativistes et sera installé sur le futur accélérateur FAIR (GSI). Il a été conçu à l’Irfu entre 2005 et 2008; les ingénieurs et techniciens de l’institut avaient aussi la responsabilité de tester ses performances à sa température de fonctionnement à 4,5 K. Après plus de 18 mois d'essais, l’aimant a atteint son courant nominal en décembre 2013. En 2014, ce gros papillon de 22 tonnes a été installé dans son habitacle : un cryostat de 37 tonnes. L’ensemble de 59 tonnes a rejoint l’accélérateur de GSI début novembre 2015, pour sa réception en 2016 et ses premières expériences en 2017.

27 novembre 2015

Lorsque le tokamak JT-60SA sera en fonctionnement, ses 18 bobines supraconductrices subiront des efforts mécaniques qui doivent être repris par des structures de maintien externe. L'assemblage de cette structure sur la bobine sera faite à Saclay. Toute la procédure  pour effectuer cet assemblage a été conçue à l'Irfu et l'ensemble de l'outillage vient d'être receptionné au bâtiment 198 du SACM. Chacune des dix-huit bobines produites pour moitié par Alstom et ASG, ainsi que les dix-huit OIS associés fabriqués par SDMS pourront être pré-assemblés dans des conditions de précision, de propreté et de sécurité optimales, conformément au cahier des charges. Sans attendre les premières livraisons de composants (bobine et OIS) fin 2015, les opérations de manutentions sont testées à l’aide d’une maquette de bobine en polystyrène.

27 novembre 2015

En novembre, les pièces du puzzle de l'aimant du projet Iseult s'assemblent. Le 6 novembre, à Belfort au sein des usines Alstom, a eu lieu l'assemblage délicat de la structure soutenant les aimants de blindage (30 tonnes) autour de l'aimant principal (80 tonnes). Ces deux grosses pièces consituent l'enceinte hélium qui sera alimentée par son satellite cryogénique. Cette dernière pièce a été installée le 16 novembre dans la salle qui hébergera l'aimant à Neurospin. Un ensemble complexe pour assurer un fonctionnement  sous champ 24h/24h avec un automate haute fiabilité est dès à présent en cours d'intégration et de test.

L'arrivée de l'aimant à Neurospin est prévu pour le printemps 2016 après 40 jours de voyage, véritable périple pour ce colis de 130 tonnes qui utilisera 3 modes de transport: camion, péniche et bateau.

 

19 novembre 2015

Le projet FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) de l’accélérateur d’ion lourds (GSI) en Allemagne, rassemble plusieurs thématiques de physique: celle des noyaux exotiques, la physique hadronique, l’étude des réactions d’ions lourds relativistes mais aussi la physique des plasmas et la physique atomique. Dans le cadre de la collaboration CEA/Irfu avec GSI, l’Irfu contribue à l’accélérateur linéaire (linac) à protons. Depuis 2011, les équipes du SACM et du SIS ont conçu, exécuté les plans, lancé en fabrication et installé les différents composants de l’injecteur. le 5 novembre 2015, la source a produit son premier plasma d’hydrogène avec une puissance injectée par le magnétron de 80 Watts, pulsé à 4 Hz. Ce premier résultat est un jalon important du projet et une première étape franchie avec succès pour le fonctionnement de l’injecteur.

 

 

16 novembre 2015

Après avoir reçu le cryostat de JT60SA en 2012, l'Irfu vient de terminer la validation du process cryogénique avec un aimant test (démo Coil). Cette étape désormais terminée,  les équipes d'ingénieurs vont pouvoir commencer à caractériser les aimants supraconducteurs qui équiperont le tokamak dès reception de la première bobine fin 2015.

La contribution de l'Irfu entre dans le cadre de l’accord entre l’Europe (F4E) et le Japon (JAEA) sur l’approche élargie pour la fusion contrôlée par confinement magnétique. l’Europe  a en charge 50 % de la remise à niveau du tokamak JT-60 situé à Naka au Japon. Cette remise à niveau, qui  consiste, entre autres, à utiliser des bobines supraconductrices pour le confinement du plasma donnera le jour à une nouvelle version du tokamak nommé JT-60SA .

02 novembre 2015

Les noyaux « exotiques » lancent le défi d’une description universelle de la structure nucléaire et soulèvent la question de l’origine de l’évolution de la structure en couches de noyaux. Une équipe de l’Irfu a développé le projet MINOS (Magic Number Off Stability) visant à répondre à ces questions. Un programme de physique a été établi en collaboration avec des équipes japonaises de RIKEN dont le RIBF (Radioactive Isotope Beam Factory) est l’accélérateur le plus performant mondialement pour produire des noyaux riches en neutrons à des énergies intermédiaires de plusieurs centaines de MeV. Les expériences avec le détecteur MINOS ont débutées en 2014 et leurs premiers résultats viennent d’être publiés dans Physical Review Letters couronnant 5 années d’efforts et ouvrant la voie à une moisson de résultats passionnants dans les années à venir.

28 octobre 2015

12 cryomodules, consitutés chacun d'une cavité accélératrice en matériau supraconducteur et de son systéme de cryogénie, sont désormais en cours d’installation sur l’accélérateur linéaire de particules  Spiral2 au Ganil (Caen).

Entre sprint et marathon, l’équipée constituée de 60 collaborateurs du SEDI, SACM et SIS, ont mené ce projet commencé en 2005, de sa conception à sa phase de qualification après assemblage. Sur la ligne d’arrivée, 12 cryomodules en tous points conformes au cahier des charges : champ accélérateur supérieur à 6.5 MV/m pour des pertes thermiques inférieures à 21.5W. Leur mise en en froid est prévue au premier semestre 2016, année de mise en service de Spiral2. Ce dernier permettra de produire des ions radioactifs accélérés, afin d’étudier la structure nucléaire des ions exotiques.

 

29 septembre 2015

L’Observatoire européen austral (ESO) et un consortium européen réunissant sept instituts dont le CEA-Saclay, viennent de signer un accord portant sur la réalisation de l’instrument METIS.  

METIS (pour Mid-infrared ELT Imageur and Spectrograph) est un spectro-imageur qui observera le ciel dans le domaine de l’infrarouge moyen, entre 3 et 13 microns. METIS offrira grâce à la dimension du miroir principal de l’E-ELT des capacités de haute résolution spatiale en mode d’imagerie et  sera également doté d’un spectrographe à très haute résolution spectrale, unique dans le domaine spectral couvert.

Les objectifs scientifiques de METIS porteront en premier lieu sur l’étude des disques protoplanétaires et la formation des planètes (grâce notamment à des coronographes), des exoplanètes et du système solaire. Il sera également un outil pour étudier les régions de formation d’étoiles dans les galaxies lointaines.

Le projet METIS s’inscrit pour l'Irfu dans la lignée des instruments développés pour l’observation dans l’infrarouge moyen, comme la caméra VISIR installée au VLT ou l’instrument MIRI qui équipe le télescope spatial JWST dont le lancement est prévu en 2018.

Le services d’Astrophysique (SAp) et d'Ingénierie des Systèmes (SIS) de l'Irfu ont en charge trois lots principaux pour cet instrument :

- la caractérisation des détecteurs infrarouges de l'instrument,

- la fourniture de tous les mécanismes à froid demandant une grande précision (cryomécanismes),

- ainsi que le coronographe pour la voie à plus grande longueur d’onde.

L'instrument sera livré en 2025 au Chili, selon le planning actuel.

Le consortium METIS réunit des instituts européens provenant des Pays-Bas, Allemagne, Royaume-Uni, Belgique, France, Suisse et Autriche. L’accord entre l’ESO et le consortium METIS suit ceux récemment signés pour la réalisation des instruments MICADO et HARMONI.

Voir : Le communiqué de l'ESO

Visionner l'animation du Télescope Géant Européen E-ELT

Contact :

Philippe GALDEMARD (SIS)

Pierre-Olivier Lagage (SAP)

 

21 septembre 2015

La collaboration Nucifer, rassemblant des physiciens du CEA de l’Irfu (DSM), de la DEN, de la DAM, de Subatech Nantes (CNRS) et du Max Planck Institut d'Heidelberg, publie le 21/09/2015 les premiers résultats de l’expérience (http://arxiv.org/abs/1509.05610) et démontre la faisabilité et l’efficacité de la « neutrinométrie » des réacteurs nucléaires au stade de pré-industrialisation. Nucifer fonctionne automatiquement, auprès du réacteur Osiris sur le centre de Saclay, et détecte les antineutrinos électroniques créés dans les chaînes de désintégration des produits de fission nucléaire comme attendu. La sensibilité à la composition isotopique du combustible  dans le cœur d’Osiris a été chiffrée. Ces premiers résultats sont prometteurs et pourraient à terme avoir une application au profit de l'AIEA (l’Agence Internationale de l’Energie Atomique).

10 septembre 2015

 

L’European Spallation Source (ESS), la source de neutrons la plus puissante au monde, se dote d’une structure légale pour faciliter la coopération entre ses 15 partenaires européens. Au titre de l’engagement de la France, le CNRS et le CEA participent à sa construction, l’achèvement de l'accélérateur en 2019 permettra la production des premiers faisceaux de neutrons. L'Irfu et l'IPN d'Orsay   contribuent à la conception et à la construction de plusieurs lots de l’accélérateur linéaire de protons.

 

Le communiqué de presse

31 août 2015

 

Dans le cadre du projet E-XFEL (European X-ray Free Electron Laser) , l'Irfu participe à la construction d'un accélérateur supraconducteur en Allemagne (laboratoire DESY) en intégrant et testant les cryomodules. Le cap de 60 cryomodules, sur un total de 103, a été franchi le 26 août 2015 grâce à une cadence d’intégration de 4 jours par module. L‘expédition du 103ème cryomodule est prévue fin avril 2016. Le délai est respecté et les performances des modules sont excellentes: sur les 55 modules testés, le gradient accélérateur atteint en moyenne 27,4 MV/m, soit 16% de plus que la spécification. 33 cryomodules, sur un total de 101, sont déjà installés dans le tunnel de l’accélérateur linéaire à électrons de 1,5 km de long.

26 juin 2015

 

L’Observatoire de Paris, le CNRS, le CEA et la Région Île-de-France ont inauguré, le 24 juin 2015, la plateforme GAmma-ray Telescope Elements (GATE) sur le site de Meudon de l’Observatoire de Paris, pour l’exploration de l’Univers.

L’inauguration de cette plateforme représente une étape importante du projet de futur réseau de télescopes Cherenkov Telescope Array (CTA). Regroupant 31 pays, 200 instituts de recherche et plus de 1200 scientifiques, le programme international CTA devrait permettre de mieux comprendre les phénomènes extrêmes de l’Univers.

Dans ce contexte, l’initiative GATE, portée par l’Observatoire de Paris et cofinancée par la Région Île-de-France (appel d’offre SESAME), le CNRS et le CEA, a pour objectif l’étude de concepts et le développement de prototypes d’instruments nécessaires à la mise en place du réseau CTA.

Aujourd’hui, les instruments conçus dans le cadre de GATE sont terminés. Il s’agit notamment de prototypes d’éléments, télescopes et caméras, qui pourront constituer une partie de l’infrastructure CTA. Après tests et évaluations, la prochaine étape sera d’optimiser les prototypes, les performances, les coûts et les procédés d’industrialisation. S’en suivra la construction des « premiers de série » qui pourront être installés sur les deux sites de CTA à l’horizon 2017.

24 février 2015

Les Supports Gravitaires et les structures de maintien externes du Tokamak JT-60SA, en cours de construction et d’assemblage au Japon, sont articulés par des rotules sphériques travaillant à température cryogénique. Après avoir réalisé le design détaillé des rotules et testé des prototypes à température cryogénique, l’Irfu a réceptionné ces rotules et a validé leur conformité avec le cahier des charges. 

15 décembre 2015

Le 3 Décembre 2015 à 9H00, le RFQ de l’accélérateur Spiral2 a accéléré son premier faisceau de protons à l’énergie nominal de 0.75 MeV. Cet événement marque l’aboutissement de longues années d’études, de développements et de tests. Les lots de travaux Irfu étaient au cœur de cette réussite: depuis la source de deutons et protons, au contrôle-commande et mécanique des lignes faisceaux après la source, le RFQ, et l'électronique Low level RF permettant de réguler les champs accélérateurs dans les cavités et la fréquence de la machine.

Dans les mois à venir, les tests de qualification du RFQ continuent en protons et deutons. Puis ce sera le tour des ions plus lourds (hélium, oxygène, nickel, etc.) d'être accélérés.  Ensuite les faisceaux seront injectés dans la suite de l’accélérateur composée de cavités supraconductrices fournies par l’Irfu et l’IPNO. La mise en service de l’accélérateur de Spiral 2 et de ses salles expérimentales est attendue pour 2017.

27 novembre 2015

Le dipôle supraconducteur de grande acceptance R3B-Glad est destiné à l’analyse des réactions de faisceaux d’ions lourds radioactifs relativistes et sera installé sur le futur accélérateur FAIR (GSI). Il a été conçu à l’Irfu entre 2005 et 2008; les ingénieurs et techniciens de l’institut avaient aussi la responsabilité de tester ses performances à sa température de fonctionnement à 4,5 K. Après plus de 18 mois d'essais, l’aimant a atteint son courant nominal en décembre 2013. En 2014, ce gros papillon de 22 tonnes a été installé dans son habitacle : un cryostat de 37 tonnes. L’ensemble de 59 tonnes a rejoint l’accélérateur de GSI début novembre 2015, pour sa réception en 2016 et ses premières expériences en 2017.

27 novembre 2015

Lorsque le tokamak JT-60SA sera en fonctionnement, ses 18 bobines supraconductrices subiront des efforts mécaniques qui doivent être repris par des structures de maintien externe. L'assemblage de cette structure sur la bobine sera faite à Saclay. Toute la procédure  pour effectuer cet assemblage a été conçue à l'Irfu et l'ensemble de l'outillage vient d'être receptionné au bâtiment 198 du SACM. Chacune des dix-huit bobines produites pour moitié par Alstom et ASG, ainsi que les dix-huit OIS associés fabriqués par SDMS pourront être pré-assemblés dans des conditions de précision, de propreté et de sécurité optimales, conformément au cahier des charges. Sans attendre les premières livraisons de composants (bobine et OIS) fin 2015, les opérations de manutentions sont testées à l’aide d’une maquette de bobine en polystyrène.

27 novembre 2015

En novembre, les pièces du puzzle de l'aimant du projet Iseult s'assemblent. Le 6 novembre, à Belfort au sein des usines Alstom, a eu lieu l'assemblage délicat de la structure soutenant les aimants de blindage (30 tonnes) autour de l'aimant principal (80 tonnes). Ces deux grosses pièces consituent l'enceinte hélium qui sera alimentée par son satellite cryogénique. Cette dernière pièce a été installée le 16 novembre dans la salle qui hébergera l'aimant à Neurospin. Un ensemble complexe pour assurer un fonctionnement  sous champ 24h/24h avec un automate haute fiabilité est dès à présent en cours d'intégration et de test.

L'arrivée de l'aimant à Neurospin est prévu pour le printemps 2016 après 40 jours de voyage, véritable périple pour ce colis de 130 tonnes qui utilisera 3 modes de transport: camion, péniche et bateau.

 

19 novembre 2015

Le projet FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) de l’accélérateur d’ion lourds (GSI) en Allemagne, rassemble plusieurs thématiques de physique: celle des noyaux exotiques, la physique hadronique, l’étude des réactions d’ions lourds relativistes mais aussi la physique des plasmas et la physique atomique. Dans le cadre de la collaboration CEA/Irfu avec GSI, l’Irfu contribue à l’accélérateur linéaire (linac) à protons. Depuis 2011, les équipes du SACM et du SIS ont conçu, exécuté les plans, lancé en fabrication et installé les différents composants de l’injecteur. le 5 novembre 2015, la source a produit son premier plasma d’hydrogène avec une puissance injectée par le magnétron de 80 Watts, pulsé à 4 Hz. Ce premier résultat est un jalon important du projet et une première étape franchie avec succès pour le fonctionnement de l’injecteur.

 

 

16 novembre 2015

Après avoir reçu le cryostat de JT60SA en 2012, l'Irfu vient de terminer la validation du process cryogénique avec un aimant test (démo Coil). Cette étape désormais terminée,  les équipes d'ingénieurs vont pouvoir commencer à caractériser les aimants supraconducteurs qui équiperont le tokamak dès reception de la première bobine fin 2015.

La contribution de l'Irfu entre dans le cadre de l’accord entre l’Europe (F4E) et le Japon (JAEA) sur l’approche élargie pour la fusion contrôlée par confinement magnétique. l’Europe  a en charge 50 % de la remise à niveau du tokamak JT-60 situé à Naka au Japon. Cette remise à niveau, qui  consiste, entre autres, à utiliser des bobines supraconductrices pour le confinement du plasma donnera le jour à une nouvelle version du tokamak nommé JT-60SA .

05 novembre 2015
En s’impliquant fortement dans le projet européen EuPRAXIA (European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications), le CEA, le CNRS et SOLEIL confirment leur engagement dans les nouvelles techniques d’accélération plasma piloté par laser. D'ici à la fin 2019, EuPRAXIA produira un rapport d’étude de conception sur le premier accélérateur plasma mondial de 5 GeV, desservant des aires expérimentales dédiées et avec la qualité de faisceau requise par les utilisateurs. Fort de son expérience en conception de systèmes d'accélération, en dynamique de faisceaux et de sa contribution à l'expérience d'accélération plasma dans le cadre de CILEX (Centre Interdisciplinaire Lumière Extrême) l'Institut de Recherche dans les Lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) est fortement impliqué dans la simulation, le transport et la manipulation du faisceau d’électrons.
02 novembre 2015

Les noyaux « exotiques » lancent le défi d’une description universelle de la structure nucléaire et soulèvent la question de l’origine de l’évolution de la structure en couches de noyaux. Une équipe de l’Irfu a développé le projet MINOS (Magic Number Off Stability) visant à répondre à ces questions. Un programme de physique a été établi en collaboration avec des équipes japonaises de RIKEN dont le RIBF (Radioactive Isotope Beam Factory) est l’accélérateur le plus performant mondialement pour produire des noyaux riches en neutrons à des énergies intermédiaires de plusieurs centaines de MeV. Les expériences avec le détecteur MINOS ont débutées en 2014 et leurs premiers résultats viennent d’être publiés dans Physical Review Letters couronnant 5 années d’efforts et ouvrant la voie à une moisson de résultats passionnants dans les années à venir.

28 octobre 2015

12 cryomodules, consitutés chacun d'une cavité accélératrice en matériau supraconducteur et de son systéme de cryogénie, sont désormais en cours d’installation sur l’accélérateur linéaire de particules  Spiral2 au Ganil (Caen).

Entre sprint et marathon, l’équipée constituée de 60 collaborateurs du SEDI, SACM et SIS, ont mené ce projet commencé en 2005, de sa conception à sa phase de qualification après assemblage. Sur la ligne d’arrivée, 12 cryomodules en tous points conformes au cahier des charges : champ accélérateur supérieur à 6.5 MV/m pour des pertes thermiques inférieures à 21.5W. Leur mise en en froid est prévue au premier semestre 2016, année de mise en service de Spiral2. Ce dernier permettra de produire des ions radioactifs accélérés, afin d’étudier la structure nucléaire des ions exotiques.

 

10 septembre 2015

 

L’European Spallation Source (ESS), la source de neutrons la plus puissante au monde, se dote d’une structure légale pour faciliter la coopération entre ses 15 partenaires européens. Au titre de l’engagement de la France, le CNRS et le CEA participent à sa construction, l’achèvement de l'accélérateur en 2019 permettra la production des premiers faisceaux de neutrons. L'Irfu et l'IPN d'Orsay   contribuent à la conception et à la construction de plusieurs lots de l’accélérateur linéaire de protons.

 

Le communiqué de presse

31 août 2015

 

Dans le cadre du projet E-XFEL (European X-ray Free Electron Laser) , l'Irfu participe à la construction d'un accélérateur supraconducteur en Allemagne (laboratoire DESY) en intégrant et testant les cryomodules. Le cap de 60 cryomodules, sur un total de 103, a été franchi le 26 août 2015 grâce à une cadence d’intégration de 4 jours par module. L‘expédition du 103ème cryomodule est prévue fin avril 2016. Le délai est respecté et les performances des modules sont excellentes: sur les 55 modules testés, le gradient accélérateur atteint en moyenne 27,4 MV/m, soit 16% de plus que la spécification. 33 cryomodules, sur un total de 101, sont déjà installés dans le tunnel de l’accélérateur linéaire à électrons de 1,5 km de long.

03 juillet 2015

Alors que le Grand collisionneur de hadrons (LHC) vient de démarrer sa deuxième phase d’exploitation, un consortium piloté par le CERN commence à travailler à l’étape d’après. Le projet European Circular Energy-Frontier Collider (EuroCirCol), financé par la Commission européenne, vise à identifier les efforts à fournir en vue de la construction d’un « Futur Collisionneur Circulaire » (FCC) quatre fois plus grand et presque huit fois plus puissant que le LHC d’aujourd’hui.

 

 

Livrables et implication de l'Irfu

Dans 4 ans, le livrable de ce projet est l’étude du cœur de la machine (le design des arcs, des aimants et des régions expérimentales, le système de collimation et le système à vide pour les faisceaux).

Roy Aleksan (SPP) est le président du « EuroCirCol Collaboration Board », instance de pilotage qui est composée d’un représentant pour chacun des 16 partenaires du projet.

Sur les 5 Work Package (WP) du projet, l’Irfu est responsable du WP2 sur le design des arcs (WP coordonné par Antoine Chance du SACM), et l'institut est fortement impliqué dans le WP5 sur l’étude des aimants supraconducteurs (avec le conducteur Nb3Sn pour nobium étain, celui qui est en étude pour les futurs aimants pour la version Haute Luminosité du LHC).

27 juin 2015

Baptisé Space Radiation Superconducting Shield (SR2S), et financé par l’Union Européenne, ce projet a fait l’objet d’une réunion d’experts au centre CEA de Saclay le 17 juin. Une collaboration européenne, emmenée par l’INFN (Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italie) et impliquant le  service des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme du CEA/Irfu, étudie les solutions technologiques pour concevoir des aimants supraconducteurs susceptibles d’équiper les futurs vaisseaux spatiaux. Son but est de parvenir à déterminer les pistes existantes et les développements à mener pour fabriquer un « bouclier magnétique » protégeant les astronautes des rayonnements cosmiques lors de voyages spatiaux de longue durée.

 

Réunissant les partenaires du projet SR2S et des spécialistes du domaine de l’espace, de la santé, des rayonnements ou du magnétisme, cet atelier a été l’occasion pour la collaboration de présenter les progrès réalisés dans le cadre de leurs travaux, débutés en janvier 2013. Les participants ont bénéficié également des contributions de scientifiques et d’entreprises travaillant dans le domaine de la supraconductivité appliquée au domaine spatial, avec un accent particulier sur les aimants supraconducteurs.

 

vidéo SR2S http://sr2s.eu/videos

24 février 2015

Les Supports Gravitaires et les structures de maintien externes du Tokamak JT-60SA, en cours de construction et d’assemblage au Japon, sont articulés par des rotules sphériques travaillant à température cryogénique. Après avoir réalisé le design détaillé des rotules et testé des prototypes à température cryogénique, l’Irfu a réceptionné ces rotules et a validé leur conformité avec le cahier des charges. 

 

Retour en haut