Actualités IRFU

Le satellite Euclid, lancé de Cap Canaveral le 1er juillet,  voyage pour atteindre son orbite au deuxième point de Lagrange qu’il devrait atteindre début août. Ce temps de transit a été mis à profit pour mettre Euclid en service, en vérifiant les services du satellite tels que les communications, l'alimentation et le pointage, puis les deux instruments VIS et NISP, ainsi que le réglage de la mise au point du télescope. Les équipes chargées des instruments viennent de publier les premières images "brutes" (sans traitement) pour marquer la réussite de la mise en service des instruments. Marc Sauvage (astrophysicien au DAp/Irfu et un des deux représentants francais au conseil du consortium d'Euclid) :"Ces images correspondent parfaitement à ce que nous avions simulé, mais dans une simulation on sait que tout ce qu’on voit à été mis là exprès, donc d’une certaine façon c’est sans surprise. Là, tout ce qu’on voit est réel, rien de ce qu’on voit n’était connu à ce niveau de détail, ça nous donne envie de regarder dans tous les coins, d’agrandir tout pour voir le plus de détails possibles. Et comme il y a énormément de détails rien que sur ces deux images, ça en devient vertigineux!"   Michel Berthé (chef de projet Euclid au DAp/Irfu): « Je suis réellement émerveillé par la beauté de ces images et la quantité d’information que l’on peut y trouver. Nous ne sommes qu’au tout début de l’analyse de ces premiers résultats mais ceux-ci sont déjà très prometteurs. Toutes les équipes du CEA qui ont travaillé depuis plus de 10 ans à le conception, la réalisation et aux essais des éléments que nous avons fournis pour les 2 instruments VIS et NISP sont particulièrement fières ce ces premiers résultats qui démontrent le fonctionnement nominal de nos fournitures ainsi que de l’ensemble du satellite »

Un scientifique de l’Irfu a publié dans la Physical Review A un article qui présente un modèle de diffraction basé sur le concept de mesure quantique [1]. Ce modèle constitue une approche nouvelle car l’amplitude de l’onde diffractée est habituellement calculée par les méthodes classiques de l’optique ondulatoire. Plusieurs effets spécifiques de l’aspect quantique du modèle sont prédits dont trois peuvent faire l’objet de tests expérimentaux : un amortissement typique de l’intensité lumineuse aux grands angles de diffraction, un facteur angulaire différent de celui des théories classiques et un paramètre caractéristique d’un lien entre la polarisation et l’impulsion des photons diffractés. Des expériences réalisées à l’IRAMIS dans les prochains mois permettront d’effectuer la mesure simultanée de l’impulsion et de la polarisation des photons détectés et ainsi de valider ou non le modèle proposé.

La collaboration GBAR, dans laquelle l’IRFU contribue de façon majeure, a présenté aux conférences de Moriond en mars 2023 le résultat de sa première prise de données au CERN fin 2022. Elle a pour la première fois observé la production d’atomes d’anti-hydrogène issus de l’interaction d’un faisceau d’antiprotons fournis par l’Antiproton Decelerator (AD) du CERN et décélérés à une énergie de 6 keV, avec un nuage de positronium fabriqué localement dans l’expérience. GBAR rejoint ainsi le club très select des expériences qui ont réussi la synthèse d'atomes d’anti-hydrogène ! Le but ultime de l’expérience GBAR est de mesurer l’accélération d’un atome d’anti-hydrogène dans le champ de gravité terrestre, et de la comparer à celle de la matière ordinaire. Le Principe d’Équivalence, à la base de la Relativité Générale d’Einstein, affirme que toutes les formes de matière et d’énergie se comportent de la même façon vis-à-vis de la gravité. Depuis Galilée, les expériences de chute des corps ont testé ce principe pour différents éléments chimiques de la matière ordinaire, le confirmant avec un accord de plus en plus précis. Récemment, l’expérience sur satellite MICROSCOPE l’a vérifié avec une incertitude remarquable d’une partie pour 3x1015. Mais l’action de la gravité sur l’antimatière n’a encore jamais pu être mesurée ! Plusieurs arguments indirects suggèrent que l’antimatière devrait respecter le Principe d’Équivalence, et donc devrait « tomber » vers la Terre comme la matière. Cependant la relation entre matière et antimatière est intrinsèquement quantique, et la théorie de la gravitation ne fait pas bon ménage avec la théorie quantique. Ainsi seule la mesure expérimentale peut permettre de lever ce doute. Bien entendu on attend d’abord la mesure du signe, c’est-à-dire de savoir si l’antimatière « monte » alors que la matière « tombe ». Mais même une petite différence quantitative entre l’accélération de l’antimatière et celle de la matière lors d’une chute libre constituerait une révolution pour la physique.