Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Depuis mon arrivée dans le groupe d’étude des cavités supraconductrices RF, je me suis attachée à l’étude des surfaces et interfaces dans le niobium, avec en particulier la mise en évidence de ségrégations à l’interface oxyde-métal et aux joints de grain. A l’aide de techniques fines d'analyse (XPS, SDL, SIMS, EBSP, IR, Diffraction d’X rasants, Sonde et Microsonde Nucléaire, Sources de rayonnement synchrotron, Microscopies optique et électronique,…) et d’études de la morphologie de surface (STM, AFM, profilométrie 3-D, topologie) j’ai essayé de comprendre comment la structure et la composition de la surface affectent les propriétés supraconductrices RF du niobium. En particulier j’ai étudié l’effet de l’électropolissage et des étuvages sur l’état de la surface, dans l’espoir de pouvoir optimiser ces traitements. Ces expériences nous ont permis d’avancer également sur le plan fondamental en physique de la supraconductivité, car les mécanismes de dissipation en supra RF semblent très différents des mécanismes répertoriés en courant continus, et l’interprétation théorique de ces phénomène est encore assez peu développée. Par le passé je me suis également intéressée à la métallurgie du niobium ultrapur (propriétés à froid mal connues, mise en forme et soudures difficiles) et aux phénomènes d’émission de champ, un phénomène parasite dans les accélérateurs, dont nous avons pu établir qu’il était favorisé par les contaminations particulaires. Ces études ont conduit à deux développements technologiques : la conception d’un appareil de traitement de surface ultrapropre et le développement d’une machine d’hydroformage pour la mise en forme des cavités. Dans l’exposé je me concentrerai sur le rôle des surfaces en supraconductivité RF et les perspectives qui s’ouvrent à nous maintenant que le niobium semble avoir atteint ses limites théoriques… Claire ANTOINE Service des Accélérateurs, Cryogénie et Magnétisme