Institut de physique - CNRS

Des flashs ultrabrefs de rayonnement gamma produits par laser intense femtoseconde

Karine Penalba — 2012-05-14T16:36:57Z

Les faisceaux de rayonnement X énergétiques et les rayons gamma utilisés pour la recherche sont actuellement produits à l'aide d'accélérateurs de particules, c'est-à-dire d'infrastructures particulièrement lourdes. Des physiciens du Laboratoire d'Optique Appliquée (LOA - ENSTA-Paristech / CNRS / Ecole Polytechnique) viennent de démontrer expérimentalement les potentialités d'une nouvelle approche permettant d'envisager un nouveau mode de production de ces rayonnements compact et très performant.

Cette approche repose sur l'interaction laser-matière au sein d'un plasma produit par un laser intense femtoseconde. Les flashs de lumière X ou gamma produits combinent pour la première fois durée ultrabrève femtoseconde, faible divergence, haute énergie, taille de source micrométrique et brillance élevée. Ce résultat est publié dans la revue Nature Photonics du mois de mai 2012. De telles sources, implantées dans des laboratoires de taille universitaire, ou dans des environnements industriels, seraient des outils puissants pour de nombreuses applications liées à l'étude de la matière.


Principe de la source de rayonnement gamma entièrement optique produite lors de l'interaction entre un laser intense et un jet de gaz.

Pour parvenir à leur fin, les physiciens utilisent un processus physique appelé la diffusion Compton inverse. Dans l'effet Compton, découvert il y aura bientôt cent ans, un photon énergétique perd de l'énergie en la cédant à un électron lors d'une collision. Le processus inverse consiste à faire interagir les photons d'une impulsion laser avec des électrons relativistes. Dans le cas d'une collision frontale, l'énergie des photons du laser peut être considérablement augmentée au point de passer instantanément du domaine spectral visible-infrarouge jusqu'aux rayons gamma. Cette méthode est déjà utilisée dans les accélérateurs conventionnels de particules. Cependant, ces sources, de grande dimension, ne permettent pas d'atteindre des brillances crête élevées. En utilisant une nouvelle méthode, entièrement optique, les chercheurs du LOA ont réussi à produire des flashs de rayonnement gamma plus de 10000 fois plus brillants que ceux produits par les sources conventionnelles existantes. Simple et efficace, le schéma démontré repose sur l'interaction entre un laser femtoseconde intense et un jet de gaz d'hélium. Lorsque l'impulsion laser se propage dans le gaz, elle crée, dans son sillage, une structure ionisée accélératrice dans laquelle un paquet d'électrons est piégé et accéléré jusqu'à environ 100 mégaélectronvolts en seulement un millimètre. L'impulsion laser, qui précède le paquet d'électrons, est ensuite réfléchie par une fine lame de verre placée à l'arrière du jet de gaz. À son retour, elle entre en collision avec les électrons et un faisceau intense de rayonnement Compton est produit dans la direction de propagation du laser. La caractérisation de ce flash de rayonnement a permis de mettre en évidence son spectre, qui s'étend du domaine X à celui du rayonnement gamma, sa taille de source qui est micrométrique, et sa divergence qui est de l'ordre du degré. Cette première démonstration expérimentale ouvre des perspectives pour le développement d'une nouvelle génération de sources de rayonnement énergétique.


Profil du faisceau de rayonnement gamma produit.: L'énergie du rayonnement est de plusieurs centaines de kiloélectronvolts.

En savoir plus

All-optical Compton γ ray source, K. Ta Phuoc¹, S. Corde¹, C. Thaury¹, V. Malka¹, A. Tafzi¹, J. P. Goddet¹, R. C. Shah², S. Sebban¹ A. Rousse¹, Nature Photonics (2012)

Contact chercheur

Kim Ta Phuoc, chercheur

Informations complémentaires

¹ Laboratoire d'Optique Appliquée , UMR 7639

²Los Alamos National Laboratory, Los alamos, USA

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Karine Penalba,
inp-communication cnrs-dir.fr

L'Europe en dirigeable pour étudier le lien entre pollution et réchauffement climatique

2012-05-11T12:03:32Z

Pendant vingt semaines, un dirigeable survolera l'Europe du nord au sud avec à son bord scientifiques et matériel d'analyse. Le but ? Mieux caractériser la pollution de l'air pour permettre d'émettre certaines préconisations. Lancé le 4 mai 2012 en Allemagne, ce zeppelin traversera la France courant juillet. Cette campagne unique en son genre s'inscrit dans le cadre du projet PEGASOS ¹ qui vise à mieux comprendre les mécanismes liant pollution de l'air et changement climatique. Financé par la Commission européenne, il implique 16 pays dont la France, présente à travers trois laboratoires rattachés au CNRS et aux universités Claude Bernard Lyon 1, Pierre et Marie Curie, Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines et Joseph Fourier - Grenoble 1.

Les pays européens ont tous des politiques de réduction et de maîtrise des émissions atmosphériques, améliorant ainsi la qualité de l'air. Mais une des inconnues majeures porte actuellement sur les mécanismes exacts entre qualité de l'air et changement climatique. Le projet PEGASOS a pour objet de lever ce voile à l'échelle européenne.

Pour cela, une campagne unique en son genre vient de débuter le 4 mai 2012. Pendant vingt semaines, scientifiques et matériel de mesure survoleront l'Europe dans un ballon dirigeable de la société allemande Zeppelin Luftschifftechnik GmbH & Co KG. Ils traverseront seize pays dont l'Allemagne, les Pays-Bas, l'Italie, la Finlande et la France (dont le sud-est, en juillet). Le zeppelin fera une halte à Lyon du 11 au 13 juillet. Les mesures du dirigeable seront alors croisées avec celles réalisées au sol par le LIDAR ² du Laboratoire de spectrométrie ionique et moléculaire (LASIM, CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1).

Durant toute la campagne, les mesures à bord du dirigeable seront couplées avec des mesures simultanées au sol. Les données collectées permettront de mieux décrire les panaches de pollution atmosphériques présents au-dessus de l'Europe et leur évolution lors de leur transport. Plus précisément, les scientifiques tenteront de quantifier les interactions et rétroactions entre pollution atmosphérique et changement climatique, de perfectionner les outils numériques de simulations de qualité de l'air et d'évolution climatique et de fournir des préconisations pour de futures réglementations européennes.

PEGASOS est financé par la Commission européenne sur la période 2011-2014. Coordonné par le professeur Spyros Pandis de la Fondation pour la recherche et la technologie en Grèce, ce projet regroupe 26 instituts de recherche intéressés par les problèmes de qualité de l'air et de climat issus de 16 pays. En France, trois laboratoires sont impliqués :
- le Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE, CNRS / Université Joseph Fourier),
- le Laboratoire atmosphères, milieux, observation spatiale (LATMOS/IPSL, CNRS / Universités Pierre et Marie Curie et Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines)
- l'Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon (IRCELYON, CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1).

Une visite de presse sera organisée à Lyon en juillet, à l'occasion du passage du dirigeable en France (date, lieu et heure seront précisées ultérieurement).


© Forschungszentrum Jülich


© Forschungszentrum Jülich

¹ Pan-European Gas-AeroSOls-climate interaction Study
² Laser permettant de caractériser la pollution particulaire atmosphérique

En savoir plus

Pour plus d'informations sur le projet européen PEGASOS

Lire le communiqué de presse du CNRS

Contacts

Chercheur CNRS :
Christian George l T 04 72 43 14 89
Presse CNRS :
Priscilla Dacher l T 01 44 96 46 06

Voir en ligne : http://www2.cnrs.fr/presse/communiq...

Philippe Bouyer (LP2N) et Christophe Salomon (LKB), distingués par la Fondation Louis D.

Karine Penalba — 2012-05-11T09:56:18Z

Le grand prix scientifique de la Fondation Louis D. de l'Institut de France a été décerné conjointement à Philippe Bouyer, chercheur au Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N - CNRS / Univ. Bordeaux 1 / IOGS) et Christophe Salomon, chercheur au Laboratoire Kastler Brossel (LKB - ENS / CNRS / UPMC / Collège de France).

Le Prix avait cette année pour thème : « Études de propriétés remarquables de la matière liées à la cohérence quantique ».

Il leur sera remis lors de la Séance solennelle de remise des Grands Prix des Fondations de l'Institut de France le 6 juin 2012, par Alain Aspect, membre de membre de l'Institut, Académie des sciences.

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International Conference on Nanosciences+Technology 2012

Karine Penalba — 2012-05-11T09:35:52Z

Après la Suisse en 2006, les Etats-Unis en 2008 et la chine en 2012, le prochain Congrès International sur les Nanosciences et Nano-Technologies ICN+T sera organisé en France à Paris du 23 au 27 juillet 2012.

Initialement dédiée à la microscopie à effet tunnel, la conférence STM a été combinée en 2006 à Bâle en Suisse avec la conférence Nano pour aboutir à un cycle biannuel de conférences internationales ICN+T (International Conference on Nanoscience + Technology).

La conférence ICN+T 2012 est parrainée par deux prix Nobel français : Albert FERT, prix Nobel de physique en 2007 et Jean-Marie LEHN, prix Nobel en 1987. Elle accueillera près de 800 scientifiques venant du monde entier qui assisteront à des conférences plénières exceptionnelles et qui présenteront leurs découvertes les plus récentes lors de sessions organisées en parallèle. Une exposition rassemblera de nombreux exposants qui présenteront les équipements scientifiques permettant d'atteindre des mesures à l'échelle du nanomètre.

Cet événement est co-organisé par le C'Nano IdF, l'EPS, le CNRS, l'UPMC et l'Université Paris Diderot.

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L'IRSAMC fête ses 20 ans le 1er juin 2012

Karine Penalba — 2012-05-11T09:04:47Z

L'Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexe est un Institut regroupant dans une même structure quatre laboratoires de Physique et de Chimie fondamentales. A l'occasion de ces 20 ans, l'IRSAMC vous invite à un après-midi ludique et festive autour d'ateliers scientifiques.

Voir en ligne : Pour en savoir plus sur l'événement

Philippe Grangier, chercheur au laboratoire Charles Fabry, lauréat du Prix Charles H. Townes de l'Optical Society of America (OSA)

Karine Penalba — 2012-05-09T16:48:25Z

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Offre de stage "Communiquer avec les médias sur des enjeux scientifiques"

Karine Penalba — 2012-05-04T16:40:22Z

Destinée aux chercheurs et enseignants-chercheurs relevant de l'Institut de Physique du CNRS, cette formation se déroulera les 22 et 23 octobre 2012 à l'Institut Henri Poincaré, Paris 5e.

Date limite d'inscription : 5 septembre 2012

Cette action nationale de formation (ANF) a pour objectifs de préparer les chercheurs physiciens à bien interagir avec des journalistes, notamment sur des problématiques de physique fondamentale. Comment aborder l'interview avec méthode et confiance ?

Dans le cadre de cette formation, un tout nouveau module complémentaire a été mis en place cette année :"S'entraîner à l'interview télévisuelle". Il s'adresse aux chercheurs et enseignants-chercheurs qui ont pu déjà participer aux sessions de formation "Communiquer avec les médias sur des enjeux scientifiques".

Cette formation est organisée par la délégation Paris B du CNRS.

Pierre Cladé, chercheur au LKB, reçoit le "Young scientist Prize in Fundamental Metrology"

Karine Penalba — 2012-05-03T14:42:26Z

Pierre Cladé est chercheur au Laboratoire Kastler Brossel (CNRS / UPMC / ENS / Collège de France). L'International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) lui décerne le "Young Scientist in Fundamental Metrology" pour sa contribution remarquable "to measurement of the fine structure constant".

Le prix lui sera remis durant la conférence CPEM 2012 (Conference on Precision Electromagnetic Measurements) qui se tient à Washington (USA) du 1er au 6 juin 2012.

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Samuel Deléglise, chercheur au LKB, reçoit le Prix Gustave Ribaud

Karine Penalba — 2012-05-03T14:33:50Z

Samuel Deléglise est chargé de recherche au Laboratoire Kastler Brossel (CNRS / UPMC / ENS / Collège de France).

Le prix Gustave Ribaud est un des prix thématiques décerné par l'Académie des sciences. Il récompense des recherches dans le domaine des applications de la science à l'industrie, par exemple concernant les échanges thermiques ou la haute fréquence.

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Le prix Nobert J. Kreidl 2012 décerné à Mathieu Bauchy, doctorant au LPTMC

Karine Penalba — 2012-05-03T14:04:10Z

Mathieu Bauchy a suivi le M2 Systèmes Complexes à l'Université Pierre et Marie Curie et effectue une thèse au Laboratoire de physique théorique de la matière condensée (CNRS / UPMC) sous la direction de M. Micoulaut. Les travaux récompensés portent sur l'étude des contraintes topologiques dans les verres et permettent la prédiction de transitions de rigidité en fonction de la pression, de la température et de la composition.

Le prix Nobert J. Kreidl, décerné par la Société Américaine de Céramique à un étudiant en Thèse, récompense des travaux d'excellence en science des verres.

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