Département de Physique Nucléaire

Pour la mise en évidence et la caractérisation du plasma de quarks et de gluons, - cet état de la matière qui aurait existé dans les premières microsecondes après le big bang, - le DPhN participe pleinement à l’aventure scientifique du LHC, à travers l’expérience ALICE. Il est particulièrement impliqué dans l’étude de la production des résonnances J/Psi et dans l’exploitation du bras di-muon.
 

La physique hadronique trouve au DPhN des programmes d’excellence concernant la structure du nucléon, tant au CERN/COMPASS qu’au Jefferson Lab. Parmi les questions abordées par les collaborations, le SPhN a un rôle de leadership dans l’étude de la structure en spin du nucléon et la détermination des distributions de partons généralisées (GPD) caractérisant les corrélations des quarks à l'intérieur du nucléon et permettant à terme leur imagerie tridimensionnelle. Nous participons activement à des développements instrumentaux pour ces deux sites expérimentaux, avec un accent particulier sur l’élaboration de détecteurs Micromegas pixélisés (pour COMPASS) ou courbés (pour le trajectographe de CLAS12 dans le Hall B de Jefferson Lab). Ces études expérimentales s’accompagnent par la mise en œuvre d’une plateforme d’analyse et de phénoménologie des GPD et par des calculs QCD sur réseaux.
 

Les études de structure nucléaire de basse énergie se concentrent sur les noyaux dans des états extrêmes ; noyaux exotiques, noyaux lourds/superlourds, noyaux déformés en utilisant toute la palette d’accélérateurs d'ions lourds disponibles. De plus, nous participons activement à différents développements expérimentaux tels que le Super Spectromètre Séparateur (S3) de SPIRAL2, le détecteur gamma AGATA et le détecteur de type Micromégas MINOS. En parallèle, le service est impliqué dans des développements théoriques nouveaux - telles que des approches ab-initio -  pour une compréhension plus complète et fondamentale du noyau dans tous ses états.
 

Le DPhN réalise des études fondamentales des réactions nucléaires en particulier la fission, la spallation, les réactions de capture et les propriétés des particules de décroissances beta comme les neutrinos de réacteurs. Outre leur aspect fondamental, ces études nourrissent  de nombreuses disciplines/applications telles que la nucléosynthèse (mesure auprès de n_TOF), la sécurité et la non-prolifération (Nucifer), le médical (modèle de spallation), et  les données nucléaires pour l’énergie (SPIRAL2-NFS, ILL, N_ToF, modèles de spallation, de fission).
 

Enfin, les activités du Laboratoire d'Expertise en Assainissement et Conception contribuent dans une large mesure à l'expertise de l'IRFU au service des enjeux sociétaux, notamment dans le cadre du démantèlement d’installations existantes (accélérateurs, réacteurs), ou de conception de nouvelles  (accélérateurs, salles expérimentales, lasers de puissance, hôpitaux ...) au profit de l'Irfu et de la DRF, mais également des autres directions du CEA, ainsi que pour le compte de partenaires extérieurs (CNRS, Institut Curie, ENSTA ...).