Actualités IRFU
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Des simulations de dynamique moléculaire pour la matière noire et les neutrinos grâce à CRAB
Des simulations de dynamique moléculaire viennent de quantifier l’effet de la création de défauts cristallins dans la réponse de détecteurs cryogéniques ultra sensibles, utilisés pour la détection de neutrinos ou de matière noire. Les chercheurs traquent ces particules fantomatiques par leur interaction dans un cristal. L’enjeu est de connaitre la relation entre l’énergie communiquée à l'atome percuté par la particule incidente et le signal qui sera détecté dans le cristal. Cette calibration est un défi tellement les énergies en jeu sont faibles. Cette étude a permis de quantifier la création de défauts cristallins par l'atome qui recule et la fraction de l’énergie initiale qui sera stockée dans ces défauts. Ces travaux, acceptés pour publication dans Phys. Rev. D, sont le fruit d’une collaboration entre le Département de Physique Nucléaire (DPhN) et le Service de Recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux (DES-S2CM). Une plongée au cœur des interactions entre atomes qui permettra d’exploiter toute la sensibilité des détecteurs.
ITk : L'Irfu lance la production des modules à pixels pour le futur détecteur interne d'ATLAS au CERN
Dès 2030, le grand collisionneur de hadrons du CERN entrera dans sa phase à haute luminosité (HL-LHC), avec des conditions de prise de données extrêmes imposant une refonte complète de plusieurs détecteurs. L’Irfu joue un rôle central dans cette révolution technologique en lançant, en collaboration avec deux laboratoires du CNRS de la région parisienne, l’IJCLab et le LPNHE, la production de plus de 2200 modules à pixels pour l’expérience ATLAS – soit environ 20 % des modules du futur détecteur à pixels du trajectographe interne (ITk). Grâce à des infrastructures de pointe spécialement mises en place et au travail acharné de ses équipes, l’Irfu est devenu, en début d’année, le premier institut entièrement qualifié pour cette production d’exception. Chaque semaine, des dizaines de modules seront assemblés et testés sur place en suivant un contrôle qualité drastique. Un défi humain et technologique majeur, pour permettre au LHC d’atteindre une précision inégalée dans l’exploration des couplages du boson de Higgs et de la physique au-delà du Modèle standard.
Les observations d’un filament interstellaire avec le JWST révèlent une clef pour comprendre le processus de formation d’étoiles
Une équipe du Département d’Astrophysique (DAp) a publié une analyse combinant des observations d’un filament interstellaire avec le télescope spatial James Webb (JWST) et le radiotélescope APEX, situé au Chili. Ces observations permettent de mesurer précisément, pour la première fois, la largeur d’un filament interstellaire, lieu de la formation d’étoiles, au delà de la ceinture de Gould, et de confirmer l’existence d’une échelle caractéristique de ≈0,1 pc. Ce résultat permet de mieux appréhender la raison pour laquelle les étoiles ne se forment pas avec une masse arbitraire.
Cette étude a été publiée dans la revue Astrophysical Journal Letters.
Découverte du nuage moléculaire sombre le plus proche du Soleil
Alors qu’on explore les confins de l’univers à une dizaine de milliards d’année-lumière de la Terre, le voisinage solaire réserve encore des surprises. Une équipe internationale, incluant des chercheurs du Département d’Astrophysique (DAp), a trouvé dans des données d’archive un nuage d’hydrogène moléculaire sombre, situé à 300 années-lumière du Soleil, au bord de la Bulle Locale. C’est le premier nuage moléculaire découvert par fluorescence H2 et un bel exemple d’étude de l’interaction d’un nuage avec une superbulle.
L'étude a été publiée dans la prestigieuse revue Nature Astronomy.
Les collaborations ALICE, ATLAS, CMS, et LHCb reçoivent le prix de Physique fondamentale de la Fondation Breakthrough Prize
Le prix de la fondation Breakthrough Prize en physique fondamentale a été décerné aux collaborations ALICE, ATLAS, CMS et LHCb lors d'une cérémonie qui s'est tenue le 5 avril à Los Angeles en présence de Marco Van Leeuwen, porte-parole d'ALICE, Andreas Hoecker, ancien porte-parole d'ATLAS, Patricia McBride, ancienne porte-parole de CMS, et Vincenzo Vagnoni, porte-parole de LHCb.
L'expérience KATRIN établit une nouvelle limite mondiale pour la masse directe du neutrino : moins de 0,45 eV
L’expérience KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) a atteint une nouvelle étape dans la mesure directe de la masse des neutrinos. Grâce à 259 jours de collecte de données et l’analyse de 36 millions d’électrons, la collaboration internationale KATRIN établit une limite supérieure de 0,45 eV/c² pour la masse effective des neutrinos avec un niveau de confiance de 90 %. Ce résultat, publié dans Science [1], améliore d’un facteur deux la limite précédente de 2021 (0,8 eV) et représente la meilleure contrainte mondiale obtenue par une mesure directe.
LHCb : des ions à Noël !
En juin 2024, le département de physique nucléaire de l'Irfu (DPhN) faisait son entrée comme membre de plein droit de la collaboration LHCb. S’appuyant sur sa forte expertise en physique des ions lourds, le laboratoire plasma de quarks et de gluons (LQGP) a activement participé à la définition de la stratégie d’enregistrement des données et la qualification de celles-ci lors de la prise de données d'octobre et novembre 2024 dédiée aux collisions de noyaux de plomb à très haute énergie. Suite à une récente et importante mise à jour des sous-détecteurs de LHCb, ces nouvelles données sont prometteuses tant par leur qualité et leur quantité et viennent relancer, au sein de LHCb, la recherche du fluide quasi-parfait : le plasma quark-gluon.
Cryomécanismes ICAR pour l’ELT-METIS : c’est livré !
Les derniers exemplaires de cryomécanismes indexés (ICAR) ont été livrés par l’Irfu au consortium METIS en février 2025. Pour les équipes du DIS et du DAp, c’est l’aboutissement de 10 ans de travail. Après la phase de conception et de prototypage (2015-2021), ces trois dernières années ont été consacrées aux intégrations et aux tests de 14 mécanismes, dont deux de rechange. Loin d’un long fleuve tranquille, la production de cette petite série a été émaillée de challenges techniques à relever.
La tomographie muonique ausculte le réacteur G3 du CEA
L'équipe de tomographie muonique de l'Irfu a publié dans la revue Physical Review X [1] une étude sur la tomographie muonique du réacteur G3 au CEA de Marcoule. Des méthodes d'apprentissage automatique ont été utilisées pour améliorer la qualité de l'image obtenue. Les résultats ont révélé des anomalies structurelles inattendues, mettant en évidence des zones où le réacteur différait de sa conception initialement documentée. Ces informations sont cruciales pour le démantèlement de ces installations nucléaires. La tomographie muonique, renforcée par l’utilisation de techniques d’apprentissage automatique, entre ainsi dans une nouvelle ère, en démontrant à nouveau, après les deux découvertes de chambres dans la grande pyramide de Khéops [2, 3], qu’elle peut répondre à diverses problématiques, notamment dans le domaine du démantèlement nucléaire.
L’IA au service de l’astronomie gamma de très haute énergie
Un défi en astronomie gamma réside dans la séparation de signaux dans des régions de l’espace des coordonnées (espace, temps, énergie) où ces derniers se mélangent. Un exemple typique aux très hautes énergies (E?100 GeV) est la question du bruit de fond résiduel dans les observations se mélangeant aux signaux provenant de sources d’intérêt astrophysiques. Une approche innovante publiée dans le « Journal of Cosmology and Astroparticle physics », basée sur l’utilisation de méthodes d’Intelligence Artificielle de type réseaux de neurones, vient d’être mise en œuvre pour exploiter la séparabilité des composantes spatiales et énergétiques des signaux. Cette approche basée sur l’apprentissage profond permet d’estimer les formes spatiale et spectrale de la source et du fond, ainsi que de leurs incertitudes, avec un minimum de connaissances pré-requises.