Département de Physique Nucléaire

LISA (Laser Interferometer Space Antenna), la mission large de l’Agence Spatiale Européenne qui explorera l’Univers en observant les nombreuses sources d’ondes gravitationnelles a été adoptée jeudi 25 janvier par le Comité des Programmes Scientifiques de l’ESA, c’est-à-dire que le concept et la technologie sont reconnus comme suffisamment avancés pour que la construction de l’instrument et des satellites puissent débuter. Le lancement est prévu pour 2035. 

Cette mission révolutionnera l’astrophysique, la cosmologie et la physique fondamentale grâce à 3 satellites orbitant autour du Soleil formant un triangle de 2,5 millions de km de côté pour détecter les ondes gravitationnelles émettant dans la bande du millihertz telles que les systèmes binaires de trous noirs supermassifs. Ces 3 satellites s’échangent des faisceaux laser pour détecter par interférométrie des variations de distance de l’ordre de la dizaine de picomètres induites par les ondes gravitationnelles. L’Irfu est fortement impliquée dans le projet LISA et contribue à la fois sur l’instrument, l’analyse de données et la science des sources. Elle est en charge du simulateur de masses de référence et de la structure stable pour le test du cœur interférométrique, de l’analyse des alertes, d’une contribution sur l’analyse globale et du co-pilotage du projet pour la France. Elle prépare également l’exploitation scientifique et en particulier les tests associés à la physique fondamentale, l’étude de l’Univers primordial et l’étude des champs magnétiques dans les systèmes binaires de naines blanches.

Pour la première fois, une expérience a fourni des observations clés sur la spectroscopie des noyaux non liés d’oxygène (nombre de protons Z = 8) riches en neutrons, l’oxygène 28 (N = 20) et son isotope voisin à N = 19, l'oxygène 27.  Ils ont été produits dans des réactions à haute énergie et observés par la détection directe de leurs produits de décroissance, ²⁴O et trois ou quatre neutrons. L’étude montre qu’il est possible de contraindre les paramètres des interactions ab initio à partir des différences en énergie des états observés par rapport au dernier isotope lié – l’²⁴O (N = 16). Ces résultats inédits ont été publiés dans la revue Nature [Nat23]. 

Du fait de la complexité de l’étude de noyaux non liés, un dispositif exceptionnel a été mis en œuvre auprès de l’installation de faisceaux d'ions radioactifs la plus performante au monde : RIBF au Japon. Les données ont été obtenues par une collaboration internationale (Samurai21) d'une centaine de physiciens (36 laboratoires) notamment une équipe* de physiciens de l'Irfu qui a mis en opération un détecteur-clé pour les mesures, Minos. L'expérience réalisée sur l'aire Samurai de l'installation RIBF (Radioactive Ion Beam Factory) de RIKEN au Japon était pilotée par les groupes de physiciens de Titech (Tokyo Institute of Technology) et les équipes de RIKEN-RIBF.