Institut de physique - CNRS

Conférence de clôture du projet européen IDEA : Improving Drugs Efficacy and Availability, 20-21 Juin 2013

Simon Jumel — 2013-05-21T17:17:28Z

Conférence de clôture du projet européen INTERREG 4A 2-mers IDEA : Improving Drugs Efficacy and Availability, les 20-21 Juin 2013 à "l'Espace Culture" de l'Université Lille1 à Villeneuve d'Ascq, France.
Afin de permettre aux jeunes scientifiques de participer à la conférence, il ne sera pas demandé de frais d'inscription.

Cette conférence est organisée à l'occasion de la clôture du projet de coopération transfrontalière INTERREG 4A 2Mers "Improving Drugs Efficacy and Availability" dont les partenaires appartiennent aux universités de Lille1, Lille2, Cambridge, Gand, East-Anglia et à une PME de Gand SEPS Pharma. Elle vise à réunir des participants issus du milieu universitaire et de l'industrie impliqués dans des activités interdisciplinaires en science des matériaux et en pharmacie. Cette conférence portera sur les derniers développements et innovations dans le domaine, notamment ceux obtenus dans le cadre du projet IDEA et permettra de discuter de nouvelles stratégies, des orientations et des opportunités au niveau européen. La conférence est ouverte aux chercheurs du monde universitaire et de l'industrie et au grand public intéressé par ce sujet scientifique.

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Contacts :
Marc Descamps
Frédéric Affouard

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Lancement du Prix Irène Joliot-Curie 2013

Simon Jumel — 2013-05-21T17:08:00Z

Le ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche et la Fondation d'entreprise EADS lancent la 12e édition du Prix Irène Joliot-Curie. La date de clôture des candidatures est fixée au 13 juin à minuit.

Le Prix est destiné à promouvoir la place des femmes dans la recherche et la technologie en récompensant des femmes scientifiques. Il s'inscrit dans la politique du ministère en faveur d'une plus grande égalité entre femmes et hommes dans l'enseignement supérieur et la recherche en France.

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Appel d'offre pour les bourses franco-indiennes Raman-Charpak

Simon Jumel — 2013-05-21T17:02:26Z

L'appel d'offre pour les bourses franco-indiennes Raman-Charpak sont ouverts jusqu'au 31 mai 2013.

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Filmer la naissance d'une molécule dans un solvant

Simon Jumel — 2013-05-21T15:45:00Z

Une équipe de physiciens et de chimistes a observé pour la première fois les étapes successives de la formation d'une molécule dans un solvant et la réorganisation des molécules de solvant qui accompagne cette réaction.

Lors d'une réaction chimique en solution, le solvant joue un rôle déterminant. Il absorbe l'énergie excédentaire libérée lors de la réaction et la molécule formée. La nature du solvant affecte ainsi le résultat final d'une réaction et sa dynamique. L'étude expérimentale des phénomènes en jeu, et notamment du réarrangement des liaisons qui se forment au cours des réactions chimiques dans des liquides, restait un défi majeur à cause de l'extrême rapidité des mouvements atomiques. Une équipe de physiciens et de chimistes a utilisé des techniques ultrarapides de rayons X et une méthode originale d'exploitation des mesures pour visualiser la naissance d'une molécule diatomique dans un solvant à partir de deux atomes libres. Les expériences ont été réalisées sur le synchrotron de l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) à Grenoble sous la direction de Michael Wulff et de Hyotherl Ihee de l'Institut Coréen des Études Avancées (KAIST). Les travaux théoriques ont été développés sous la direction de Savo Bratos, au Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée - LPTMC (CNRS / UPMC). C'est la toute première fois que la naissance d'une molécule dans un solvant a été filmée en temps réel. Ce travail est publié dans le Journal of the American Chemical Society.

Lors de leur formation, les molécules naissent dans des états de haute énergie et exécutent des vibrations très rapides et de grande amplitude. En solution, la nouvelle molécule se refroidit en transférant de l'énergie dans le milieu environnant, c'est-à-dire le solvant, ce qui affecte et la vitesse de réaction, et la nature des produits formés. Comprendre finement les mécanismes en jeu est un défi majeur à fort potentiel de retombées industrielles. Pour ce travail, les chercheurs ont étudié la formation d'une molécule d'iode I₂ en solution. Dans une première étape, un flash laser intense et long de quelques picosecondes (le millionième de millionième de seconde) dissocie des molécules d'iode. L'expérience est renouvelée un très grand nombre de fois, en faisant suivre le flash laser d'un flash de rayon X longs d'une centaine de picosecondes après un délai multiple de 10 picosecondes. L'exploitation des signaux détectés grâce à un algorithme spécialement développé permet alors de reconstituer le mouvement des atomes de la molécule et du solvant avec une résolution temporelle de 10 picosecondes, c'est-à-dire beaucoup moins que la durée du flash utilisé pour prendre la photo. Les scientifiques ont ainsi établi que la distance entre atomes d'iode augmente jusqu'à 0,4 nanomètre puis revient à la distance d'équilibre de la molécule de 0,267 nanomètre. Pendant ce processus, la première cage de solvatation s'étant de 0,15 nanomètre le long de l'axe joignant les deux molécules d'iode puis rétrécit à sa taille initiale en accompagnant les changements de structure de la molécule d'iode. En comparant les mesures effectuées dans deux solvants, les chercheurs ont montré que dans le tétrachlorure de carbone, la distance maximale entre atomes d'iode est plus faible et que le retour à l'équilibre est plus rapide que dans le cyclohexane.

: Signaux X générés par la recombinaison de molécules d'iode I₂ dans CCl₄, préalablement photo-dissociés par tir laser. La variable r indique la distance entre les deux atomes d'iode, et t le temps écoulé après le début de la réassociation. La dépopulation de l'état électronique fondamental de I₂ est clairement visible (barre bleue), comme l'est aussi le rapprochent des atomes de I au cours de la réassociation (crête orange).

En savoir plus

Filming the Birth of Molecules and Accompanying Solvent Rearrangement, J. H. Lee², M. Wulff³, S. Bratos¹, J. Petersen⁵, L. Guerin³, J.-C. Leicknam¹, M. Cammarata³, Q. Kong⁶, J. Kim^2,4, K. B. Møller⁵ et H. Ihee^2,7, Journal of the American Chemical Society, 135 (8), (2013)

Contact chercheur

Savo Bratos, professeur émérite de l'Université Pierre et Marie Curie

Informations complémentaires

¹ Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC)

² Center for Time-Resolved Diffraction, Department of Chemistry, République de Corée

³ European Synchrotron Radiation Facility, (ESRF)

⁴ Department of Chemistry, Inha University, République de Corée

⁵ Centre for Molecular Movies, Department of Chemistry, Technical University of Denmark, Danemark

⁶ Synchrotron Soleil

⁷ Center for Nanomaterials and Chemical Reactions, Institute for Basic Science, République de Corée

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr

Kick-off meeting REFIMEVE+, les 27-28 mai 2013 à Villetaneuse

Simon Jumel — 2013-05-21T15:22:01Z

Le kick-off meeting du projet REFIMEVE+, Réseau Fibré Métrologique à Vocation Européenne, se déroulera les 27 et 28 mai 2013 sur le campus de Villetaneuse à l'Université Paris 13.

Il s'adresse en priorité aux partenaires du projet mais aussi à tous les acteurs académiques ou industriels intéressés à mieux comprendre les enjeux du transfert de temps et de fréquence et ses ambitions européennes dans les domaines de la métrologie mais également dans d'autres domaines des sciences.

L'inscription est gratuite mais obligatoire.
Télécharger l'ensemble des renseignements concernant l'organisation de ces 2 jours (.pdf) et la fiche d'inscription (.docx), à retourner à nicolas.quintin univ-paris13.fr.

Voir en ligne : Plus de détails sur le projet REFIMEVE+

Colloque “Le tout est-il plus grand ou plus petit que ses parties ?”, le 24 mai 2013 à Sciences Po Paris

Simon Jumel — 2013-05-21T11:34:53Z

Regards de sociologues, économistes, physiciens, biologistes…
Colloque interdisciplinaire organisé par le médialab de Sciences Po Paris et l'Institut Rhône-Alpin des Systèmes Complexes - IXXI.

De nombreuses disciplines utilisent l'idée de structures émergeant de l'interaction d'entités microscopiques et possédant des propriétés spécifiques, dépassant celles des parties. C'est ce que résume la formule bien connue “le tout est plus grand que la somme des parties”. Ainsi, depuis Durkheim, la sociologie pense les rapports du social à l'individuel comme ceux du psychique au biologique ou du biologique au physique. La cellule vivante ne contient que des particules minérales et pourtant les phénomènes caractéristiques de la vie ne résident pas dans les atomes : la vie serait dans le tout et non dans les parties. L'autonomie du règne social, son irréductibilité aux individus, s'en déduiraient directement. Plus récemment, dans un livre remarqué sur la valeur en économie, André Orléan se réfère explicitement à Durkheim pour penser la monnaie comme un engagement de la société en tant que totalité, de manière irréductible aux individus.

Dans ce colloque, nous réinterrogerons ce thème récurrent à l'occasion de la sortie de notre article “le tout est moins que la somme des parties” dans le British Journal of Sociology. Nous y suggérons que la disponibilité récente de données numériques permet de revisiter la théorie sociale de Gabriel Tarde (1843-1904), qui s'affranchit totalement de notions telles que l'individu ou la société et garde une vision du social à un seul niveau, celui de monades complexes enchevêtrées.

Des exposés provenant de plusieurs disciplines offriront leur regard sur la question de l'émergence d'un tout par interaction entre des parties. Nous réservons du temps pour des discussions sur les différentes manières dont les disciplines abordent la question, les enseignements possibles et les irréductibilités éventuelles.

Le programme est disponible sur notre blog.
Pour vous inscrire, merci de remplir le formulaire disponible ici.

Organisé par le médialab et l'IXXI, Paris

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Colloque "Topology, Correlations and Interfaces in Quantum Matter" du 16 au 19 Septembre 2013 au Laboratoire de Physique des Solides d'Orsay

Simon Jumel — 2013-05-21T09:18:24Z

Cette manifestation scientifique, consistant en des présentations orales invitées et une séance poster, réunira environ 120 participants au Laboratoire de Physique des Solides - LPS d'Orsay (CNRS / Université Paris-Sud).

Sans conteste, l'étude des fermions fortement corrélés a conduit à des avancées notables dans la compréhension des phénomènes régissant les nouveaux états quantiques de la matière. Même si ce domaine constitue toujours à l'heure actuelle un objet phare de la physique de la matière condensée, ces dernières années ont vu l'émergence de nouvelles thématiques nées des développements de l'ingénierie des matériaux. Ainsi, ce colloque a-t-il pour ambition de donner un coup de projecteur sur trois problématiques qui se sont fortement développées de façon indépendante mais dont tout laisse à penser qu'elles sont unies par des liens étroits :

La matière de Dirac et les isolants topologiques.
Les phases en compétition et états quantiques non conventionnels dans les isolants de Mott dopés.
La formation de gaz électroniques bidimensionnels aux surfaces et interfaces d'oxydes.

Les détails pratiques ainsi que le formulaire d'inscription peuvent être obtenus en ligne sur le site web créé à cette occasion.

Contacts locaux :
Marie-France Mariotto
Marc Gabay

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Des sources de photons uniques à l'échelle nano

Simon Jumel — 2013-05-14T07:53:00Z

Des physiciens ont réalisé une source de photons uniques en excitant un centre coloré d'un nanodiamant avec un faisceau électronique large d'un nanomètre. Ce nouveau procédé d'excitation, d'une bien meilleure résolution spatiale que l'excitation optique, ouvre la voie à l'étude d'émetteurs quantiques, en particulier densément répartis.

De nombreux développements dans le domaine de l'information quantique nécessitent de travailler avec des photons individuels. Une solution pour créer les photons un par un est d'utiliser un émetteur quantique unique. Juste après l'émission d'un photon, l'émetteur se retrouve dans son état fondamental et n'émet le photon suivant qu'après un délai minimum, nécessaire à son retour dans l'état excité et à une nouvelle émission. Pour éviter que plusieurs sources ne soient simultanément activées, il est nécessaire que les émetteurs potentiels soient plus espacés que la taille de la zone d'excitation. Des physiciens du Laboratoire de Physique des Solides - LPS (CNRS / Univ. Paris-Sud) viennent de réaliser pour la première fois une source de photons uniques avec une résolution spatiale nanométrique, c'est-à-dire bien plus fine qu'avec une excitation optique. En plaçant un nanodiamant dans un microscope électronique, les chercheurs ont excité un centre coloré avec un faisceau électronique intense large d'un nanomètre. Ce travail, publié dans la revue Physical Review Letters, ouvre de nouvelles perspectives dans l'étude des propriétés quantiques de l'interaction lumière-matière à l'échelle nanométrique.

Les « centres colorés » sont d'une façon générale des défauts au sein de cristaux qui en leur absence seraient transparents. L'un des plus connus dans le diamant, qui lui donne lorsqu'il est présent une couleur jaune, est un défaut résultant de la présence contiguë d'une lacune du cristal et d'un atome d'azote remplaçant un atome de carbone. L'excitation par un faisceau laser d'un seul de ces centres colorés a montré qu'il s'agit d'une source efficace de photons uniques. Dans un nanodiamant, dont la taille est de quelques dizaines de nanomètres, les centres colorés sont bien plus rapprochés que la longueur d'onde de la lumière d'excitation et les méthodes optiques ne permettent pas en général de sélectionner un seul d'entre eux. Pour pallier aux limites des méthodes purement optiques, les physiciens du LPS ont utilisé un microscope électronique. Un faisceau intense et très fin d'électrons y est focalisé sur une taille d'un nanomètre et excite le ou les centres colorés présents dans une très petite région. Un système de collection de lumière efficace permet de récupérer plus de 50 % de la lumière émise. Des détecteurs ultrarapides et suffisamment sensibles pour compter les photons un à un permettent de mesurer les corrélations entre l'émission de deux photons distincts. Cela permet de déterminer s'il s'agit ou non d'une source de photons uniques. Lorsqu'un grand nombre d'émetteurs quantiques sont présents, les photons émis ne sont pas corrélés et tous les délais séparant deux photons sont équiprobables. En revanche, avec un seul émetteur, deux photons ne peuvent pas être émis simultanément et il faut attendre un délai minimum après la détection d'un photon pour en détecter un second. En analysant cette statistique de délais selon la position du faisceau d'électrons excitateur, les physiciens ont localisé les centres colorés uniques au sein d'un nanocristal de diamant. Ils ont notamment distingué la présence d'un centre coloré unique séparé d'à peine plus d'une centaine de nanomètre d'une zone comportant un plus grand nombre de centres au sein d'un même nanodiamant. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives dans l'étude d'émetteurs quantiques à l'échelle nanométrique.

: a. Image en microscopie électronique en balayage à transmission (HADF-STEM) d'une nanoparticule de diamant. Les électrons dans un STEM peuvent être focalisés sur des zones plus petites qu'un nanomètre. La lumière émise après excitation par des électrons (cathodoluminescence) peut être détectée en fonction de la position de la sonde d'électrons.
b. Fonction d'autocorrélation du faisceaux lumineux pour deux positions du faisceau d'électrons (cadres rouges et bleus sur a) ) séparés par 130 nm. La forme en creux indique un état purement quantique, différent pour les deux positions.

En savoir plus

Spatially Resolved Quantum Nano-Optics of Single Photons Using an Electron Microscope, L. H. G. Tizei et M. Kociak, Physical Review Letters, 110, 153604 (2013)

Retrouvez l'article dans la base d'archives ouvertes arXiv

Contact chercheur

Mathieu Kociak, directeur de recherche CNRS

Informations complémentaires

Laboratoire de Physique des Solides (LPS)

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr

Vers une source de courant polarisé en spin

Simon Jumel — 2013-05-14T07:50:00Z

L'interface entre du cobalt et des molécules de phthalocyanine ne laisse passer que les électrons dont le spin est orienté selon une direction bien précise. Cette propriété en fait un candidat très sérieux pour réaliser la première source de courant polarisé en spin d'intérêt industriel.

Pour encoder et traiter l'information, la spintronique exploite non seulement la charge des électrons, comme l'électronique habituelle, mais aussi l'orientation de l'aimant élémentaire, ou spin, que porte chaque électron. En mettant à profit des courants électriques polarisés, qui mettent en jeu des électrons dont les spins pointent tous dans la même direction, physiciens et ingénieurs ont conçu des composants électroniques performants et très compacts notamment pour le stockage de l'information numérique. Toutefois, aussi efficaces soient-ils, ces dispositifs ne peuvent pas servir au transport de l'information, car les courants ne restent polarisés qu'à l'échelle du composant, c'est-à-dire sur de très petites distances. Scientifiques et ingénieurs sont ainsi à la recherche d'une source de courant fortement polarisée en spin et restant efficace aux températures requises par l'industrie. Une collaboration internationale de physiciens français, italiens, suisses et allemands, réunit autour de l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg - IPCMS (CNRS / Univ. Strasbourg), viennent de proposer un dispositif qui pourrait servir de base à une telle source. Ils ont découvert que l'interface entre du Cobalt (Co) et des molécules de phthalocyanine, un composant couramment utilisé comme pigment pour les encres, polarise fortement en spin un courant qui la traverse. Ces travaux sont publiés dans la revue Scientific Reports et protégés par un brevet. Les chercheurs explorent actuellement les conséquences fondamentales et appliquées de cette avancée, notamment par l'étude de dispositifs de démonstration technologique qui cimenteraient la portée de ces travaux.

Les chercheurs ont tout d'abord déposé des molécules de phthalocyanine sur la surface d'un cristal de cobalt. Dans une première série d'expériences, ils ont soumis cette surface à un rayonnement X issu du synchrotron Soleil et mesuré les propriétés des électrons arrachés de la surface par cette lumière. Lorsque l'énergie du rayonnement incident permet de sonder les électrons participant à la conduction électrique dans le cobalt, l'émission électronique est fortement polarisée. Le calcul ab initio de la formation des orbitales moléculaires hybrides lors de l'adsorption des molécules de phthalocyanine sur le cobalt a alors montré que cette forte polarisation provient des orbitales hybrides entièrement polarisées en spin qui se forment à cette énergie. La mesure du moment magnétique des atomes d'azote de la phtalocyanine a confirmé ce résultat. Cette interface polarisée en spin, ou spinterface, semble posséder les propriétés d'une source de courant polarisée en spin idéale. En effet, la forte polarisation en spin du courant qui traverse cette interface provient du magnétisme du Co, qui demeure robuste face à la contrainte thermique au sein d'applications industrielles. L'effet ne nécessite qu'une seule molécule, ce qui laisse présager des nanodispositifs performants. Enfin, la polarisation en spin des orbitales de la molécule formant la spinterface pourrait permettre une meilleure injection de ces spins au sein de semiconducteurs organiques en vue du transport de spin inter-dispositifs.

: L'adsorption de molécules de phthalocyanine sur Co engendrerait une forte asymétrie de spin du courant électrique qui traverse cette interface.

En savoir plus

Direct observation of a highly spin-polarized organic spinterface at room temperature, F. Djeghloul¹, F. Ibrahim¹, M. Cantoni², M. Bowen¹, L. Joly^1,3, S. Boukari¹, P. Ohresser⁴, F. Bertran⁴, P. Le Fevre⁴, P. Thakur⁵, F. Scheurer¹, T. Miyamachi⁶, R. Mattana⁷, P. Seneor⁷, A. Jaafar¹, C. Rinaldi², S. Javaid¹, J. Arabski¹, J. -P Kappler¹, W. Wulfhekel⁶, N. B. Brookes⁵, R. Bertacco², A. Taleb-Ibrahimi⁴, M. Alouani¹, E. Beaurepaire¹ et W. Weber¹, Scientific Reports, 3, 1272 (2013)

Brevet d'Invention n°EP2013057804 - Organic Spin Injector

Contacts chercheurs

Martin Bowen, chargé de recherche CNRS

Page du département "Magnétisme des Objets NanoStructurés" sur le site de l'IPCMS

Informations complémentaires

¹ Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (IPCMS)

² LNESS, Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Italie

³ Swiss Light Source, Paul Scherrer Institut, Suisse

⁴ Synchrotron Soleil

⁵ European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)

⁶ Physikalisches Institut and Center for Functional Nanostructures, Karlsruhe Institute of Technology, Allemagne

⁷ Unité Mixte de Physique CNRS/Thales

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr

Journée de prospective du défi "Des matériaux aux patrimoines" - 14 juin 2013

Simon Jumel — 2013-05-03T12:14:11Z

Journée de prospective « Des matériaux aux patrimoines : aspects culturels et naturels – nouvelles synergies, nouveaux objets, nouveaux enjeux ».
14 juin 2013 – Campus CNRS de Meudon Bellevue

La mission pour l'interdisciplinarité organise une journée de prospective pour faire émerger des approches interdisciplinaires novatrices autour de la recherche sur les matériaux des patrimoines en initiant des synergies heuristiques et de nouveaux objets de recherche qui permettront de répondre aux enjeux du futur. Ces réflexions contribuent au Défi intitulé « Des matériaux aux patrimoines : aspects culturels et naturels – nouvelles synergies, nouveaux objets, nouveaux enjeux ».

Cette journée aura lieu le 14 juin prochain à Meudon autour de trois ateliers thématiques :
Patrimoines culturels et naturels : quels enseignements et quelles perspectives ? (coordinatrice : Martine Regert)
Modéliser et prédire sur le long terme (coordinateur : Philippe Dillmann)
Technologies et méthodes en rupture (coordinateurs : Jean Daillant et Philippe Walter)

Retrouvez l'ensemble des informations sur cette manifestation scientifique à cette adresse