Résultats ERC "chercheurs expérimentés"

Directeur de recherche CNRS, UMR 7639 - Laboratoire d’Optique Appliquée (ENSTA/CNRS/Ecole Polytechnique)

Le projet : Accélérateurs à plasma laser et applications : des sources de particules compactes et innovantes.

L’augmentation de puissance des accélérateurs de particules s’est régulièrement accompagnée d’une augmentation de taille, les plus grands accélérateurs mesurant plusieurs kilomètres de diamètre. La production de champs électriques extrêmement intenses dans les plasmas (gaz ionisés) permet d’accélérer les particules dans des dispositifs beaucoup plus compacts. Les accélérateurs à plasma laser produisent sur de très courtes distances des faisceaux de particules aux propriétés tout à fait uniques. Les objectifs du projet ERC PARIS (PARticles accelerators with Intense laser for Science) sont :

• l’exploration de nouveaux schémas d’accélérateurs à laser plasma pour la production de faisceaux d’électrons énergétiques et à très forts courants crêtes,
• l’application de ces faisceaux d’électrons dans des domaines aussi variés que les sciences du vivant (radiothérapie et radiobiologie) et des sciences des matériaux (radiographie non destructive de la matière dense)
• et leur utilisation pour l’étude de schémas de lasers à électrons libres (FEL) compacts pour la production de faisceaux X et XUV intenses.

La plateforme expérimentale qui sera mise en place au LOA (UMR7639 ENSTA/ CNRS/X) à Palaiseau permettra de réaliser ces expériences tout à fait innovantes, à fort potentiel sociétal et à l’interface de nombreux domaines scientifiques.

Portrait

Victor Malka, 47 ans, a obtenu son doctorat en physique atomique des plasmas de fusion en 1990, puis a travaillé sur des thèmes de recherche liés à la fusion inertielle (chocs laser, implosions, instabilités paramétriques, interaction relativiste, etc.) avant de créer en octobre 2001 son propre groupe au sein du LOA, sur l’accélération laser plasma de particules. Cette nouvelle approche permet aujourd’hui la production de faisceaux de particules (électrons et protons) de très bonne qualité qui pourraient être utilisés en médecine pour le traitement du cancer (radiothérapie et protonthérapie), en science des matériaux, en radiobiologie et en chimie rapide. Victor Malka est responsable de plusieurs projets européens et français regroupant de grandes institutions nationales (Curie, CNRS, Inserm, IGR, etc …). Directeur de recherche CNRS et enseignant à l’Ecole polytechnique, Victor Malka a été invité à plus de 60 conférences internationales, il est l’auteur de plus 220 publications scientifiques dans des revues internationales, dont 125 dans des revues à comité de lecture. Victor Malka a été récompensé en 2007 du prix international de l’IEEE pour ses travaux de recherche sur les accélérateurs à plasma laser.

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Laboratoire d’Optique Appliquée (LOA, Unité Mixte de Recherche 7639

Site du laboratoire : http://loa.ensta.fr/

Contact

Victor Malka, directeur de recherche, victor.malka ensta.fr

Directeur de recherche CNRS, UMR 8552 - Laboratoire Kastler Brossel (ENS/UPMC/CNRS)

Le projet : Gaz de Fermi ultrafroids dans des réseaux de lumière.

En matière condensée, les systèmes quantiques confinés à deux dimensions possèdent des propriétés remarquables : effet Hall quantique, supraconducteurs à haute température critique. Leur description théorique est toutefois encore loin d’être complète. Le projet FERLODIM (Fermions in Low Dimensions) se propose de simuler le gaz d’électrons présents dans les solides par un gaz d’atomes ultrafroids contraints à se déplacer dans deux dimensions d’espace seulement. Les équations permettant de décrire ces deux systèmes étant identiques, il sera possible d’étudier expérimentalement leur comportement en mettant à profit les méthodes précises et contrôlées de la physique atomique. A une dimension, la comparaison avec les calculs théoriques pourra être poussée très loin et à deux dimensions, plusieurs problèmes encore ouverts concernant la transition de Mott métal-isolant, le magnétisme quantique et les systèmes en rotation seront abordés.

Portrait

Christophe Salomon, 54 ans, directeur de recherches au CNRS, est entré au CNRS en 1980. Il a soutenu sa thèse en 1984 sur la spectroscopie laser à très haute résolution au Laboratoire de Physique des Lasers, a effectué un séjour post-doctoral au JILA (USA) où il a abordé le refroidissement laser d’atomes, tout nouveau domaine à l’époque. Fin 1985, il rejoint le groupe « atomes froids » fondé par C. Cohen-Tannoudji au laboratoire Kastler Brossel. Il y dirige actuellement le groupe « Gaz de Fermi ». Ses recherches portent d’une part sur l’étude des gaz quantiques et d’autre part sur les horloges à atomes froids et leurs applications, notamment spatiales. Pour ces travaux, il a reçu 5 prix nationaux ou internationaux dont le grand prix Mergier-Bourdeix de l’académie des Sciences en 2000. Il est l’auteur de 170 publications dont 100 dans des journaux à comité de lecture et a donné 177 conférences invitées. Il est membre de plusieurs comités d’évaluation européens, du comité national de la recherche scientifique 2008-2011, de la société française de physique et de la société européenne de physique.

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Laboratoire Kastler Brossel, Unité Mixte de Recherche 8552

Site du laboratoire : http://www.lkb.ens.fr/

Contact

Christophe Salomon, directeur de recherche, salomon lkb.ens.fr

Directeur de recherche CNRS, UPR 2940 - Institut Néel

Le projet : Spintronique moléculaire avec des molécules-aimants

L’électronique moléculaire utilise depuis plusieurs années des molécules afin de réaliser des dispositifs à molécule unique pour des applications potentielles en électronique. La spintronique, vise à réaliser une électronique utilisant les propriétés magnétiques des électrons qui se comportent individuellement comme de petits aimants élémentaires. L’objectif de ce projet est de marier ces deux domaines en une "Spintronique Moléculaire" conduisant à de nouveaux dispositifs qui manipuleront la charge électrique et les propriétés magnétiques de molécules uniques.

Les objectifs principaux du projet concernent le traitement de l’information quantique. Il s’agit de manipuler et d’interconnecter des « bits quantiques », aussi appelés qubits. Ces unités élémentaires de l’information quantiques sont très sensibles à toutes les perturbations extérieures. Il faut donc isoler au maximum ces qubits pour les protéger, tout en restant capable d’agir sur eux afin de réaliser les opérations logiques à la base du « calcul quantique ». Les problèmes abordés dans ce projet relèvent essentiellement de la recherche fondamentale, mais des applications en électronique et information quantique sont envisageables à moyen terme.

Portrait

Wolfgang Wernsdorfer, 42 ans, a préparé sa thèse sur le retournement de l’aimantation de nanoparticule en 1993-96 à Grenoble, au Centre de Recherche sur les Très Basses Températures et au Laboratoire de Magnétisme Louis Néel. Il est entré au CNRS en 1996 en tant que chargé de recherche. Directeur de recherches depuis 2004, il dirige depuis 2007 le groupe « Nanospintronique et transport moléculaire » de l’Institut Néel. Durant les premières années de sa carrière, il a développé un micro-SQUID permettant de mesurer les propriétés magnétiques d’objets de taille nanométrique. Cet instrument a permis d’observer l’aimantation de nanoaimants contenant de l’ordre d’un millier d’atomes polarisés jouant le rôle d’aimants élémentaires et d’étudier des molécules aimants. Il a plus récemment développé un nano-SQUID utilisant un seul nanotube de carbone qui mesure l’aimantation d’une molécule unique. Auteur de plus de 308 publications dans des revues internationales avec comité de lecture, il a été invité dans 95 conférences internationales. En 1998, il a reçu la médaille de bronze du CNRS pour le développement du magnétomètre à SQUID. En 2002, avec quatre autres scientifiques, il a reçu le « Agilent europhysics prize » pour ses travaux concernant l’interférence de phase quantique des molécules aimants.

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Institut Néel, Unité Propre de Recherche 2940

Site du laboratoire : http://neel.cnrs.fr/

Contact

Wolfgang Werndorfer, directeur de recherche, Wolfgang.Wernsdorfer grenoble.cnrs.fr