Actualités 2010
L’imagerie par résonance magnétique à haut champ (≥ 7 teslas) apparaît comme une des voies les plus prometteuses dans le dépistage précoce des pathologies neurologiques. Au-delà des savoir-faire industriels en matière d’IRM, cette imagerie se heurte à des difficultés techniques nouvelles. L’équipe du CEA (Irfu et I2BM) du projet Iseult vient d’en franchir une. Il s’agit d’assurer une excitation homogène des noyaux atomiques grâce à la transmission parallèle. Celle-ci permet l’homogénéisation de l’excitation des spins de protons des tissus biologiques pour aboutir à des images de cerveaux humains sans zone d’ombre ni perte de contraste. Les images in vivo récemment obtenues à 7 teslas en transmission parallèle, constituent une première en Europe et consacre une collaboration réussie entre les deux instituts. Ces travaux ont aussi permis le dépôt de plusieurs brevets. Bien qu’une quinzaine de scanners IRM à 7 teslas soient installés dans le monde, seuls 5 à 6 centres de recherche sont capables de mobiliser en un même lieu toutes les compétences réunies dans la collaboration DSM-DSV pour développer toutes les étapes nécessaires à la transmission parallèle, à savoir : la conception des antennes (Irfu/SACM) et leur électronique (I2BM/NeuroSpin), la simulation électromagnétique du couplage antenne-patient (Irfu/SACM), le développement des séquences IRM d’acquisition des cartes de champ magnétique (I2BM/NeuroSpin), l’analyse, le contrôle de la puissance déposée dans les tissus, et la mise au point des procédés de transmission parallèle (I2BM/NeuroSpin), sans oublier le bureau d’études (Irfu/SIS) et la mise en œuvre des équipements de mesure spécifiques (Irfu/Sédi).
Le Service d'Astrophysique du CEA-Irfu, responsable scientifique et technique de l'imageur MIRIM (pour Mid InfaRred IMager ou Imageur pour l'infrarouge Moyen) du spectro-imageur MIRI, un des instruments majeurs du prochain télescope spatial James Webb (JWST), vient de livrer le modèle final de l'imageur au laboratoire Rutherford à Appleton en Angleterre, chargé des derniers tests avant la livraison pour intégration sur le JWST début 2011. Le JWST, une mission conjointe des agences spatiales étatsunienne (NASA), canadienne (CSA) et européenne (ESA), est un satellite de plus de six tonnes comportant un télescope de 6,5 mètres de diamètre dont le lancement est prévue pour mi 2014 par une fusée Ariane 5.
La caméra MIRIM est un instrument clef pour l'objectif principal du JWST qui consiste à explorer l'Univers tel qu'il était il y a plus de 13 milliards d'années, au moment où se sont formés les tout premiers objets lumineux. MIRIM devrait permettre des découvertes majeures dans l'étude de la formation des galaxies et des étoiles et également dans le domaine de la recherche de planètes lointaines grâce à un dispositif très novateur, un coronographe à masque de phase, qui permet "d'éteindre" la lumière d'une étoile pour voir plus facilement une planète proche de l'étoile.
Voir l'animation de "l'extinction" d'une étoile dans le coronographe
Des physiciens, ingénieurs et techniciens de l'Irfu mettent au point la prochaine génération de détecteurs de traces de type Micromegas. Les futures expériences de Compass au Cern et de Clas12 au Jefferson Lab, apportent de nouvelles contraintes de fonctionnement dont certaines sont telles que les détecteurs actuels ne peuvent les supporter tout en gardant leurs performances. Des tests de détecteurs comportant de nouvelles caractéristiques ont été réalisés sous faisceau au Cern. Les deux objectifs de ces tests ont été atteints : d'une part une réduction des taux de décharges, facteur limitant pour les expériences à haut flux comme Compass et d'autre part la vérification du bon fonctionnement dans des champs magnétiques intenses, nécessité pour les détecteurs gazeux du futur spectromètre Clas12. Plus généralement le développement de la technologie Micromegas est partie intégrante de la stratégie de l'Irfu avec la création récente d'un atelier de fabrication de ces détecteurs.
La source d'ions légers (protons et deutons) du projet SPIRAL2 a délivré mi mars 2010 son premier faisceau d'ions hydrogène. Ce résultat a été obtenu sur l'installation de test des lignes basse énergie à Saclay et marque son début officiel d'activité. Quinze mètres de lignes de l'accélérateur seront ainsi assemblés puis testés dans une casemate par l'Irfu avant d'être installés à Ganil en 2011.
Le projet CHyMENE (Cible d'Hydrogène Mince pour l'Etude des Noyaux Exotiques) a le but ambitieux de produire une cible mince d'hydrogène pur sans conteneur adaptée aux expériences utilisant des faisceaux d'ions lourds de basse énergie prévus avec SPIRAL2.
Une équipe de l'Irfu (SPhN et SACM) et de l'Inac/SBT utilisant des techniques cryogéniques vient de produire avec succès un ruban d'hydrogène solide de 100 µm d'épaisseur. Cette cible sera bientôt testée sous faisceau. Une première mondiale.
Ci-dessous: interview de Alain GILLIBERT, qui travaille au projet CHyMENE avec Alexandre OBERTELLI et Emmanuel POLLACO
Image du début: Ruban d'hydrogène solide H2 extrudé (largeur 10 mm, épaisseur 100 µm), vu au travers du hublot de la chambre à vide (Photo V. Lapoux).
Du 22 au 28 juillet, s’est déroulée au Palais des congrès de Paris la 35e conférence internationale de physique des hautes énergies (ICHEP), l’occasion pour les équipes du LHC de montrer leurs premiers résultats de physique. L’Irfu est engagé dans trois des quatre grandes collaborations qui ont installé leurs détecteurs aux points de collisions de l’anneau : Alice, Atlas et CMS. Nos équipes ont contribué tout particulièrement à quelques analyses fondamentales pour la maîtrise des détecteurs dont les performances sont plus qu’à la hauteur des attentes.
