Actualités IRFU

Des chercheurs du DPhN de l’Irfu (CEA), en collaboration avec la collaboration internationale MAP (Analyses Multidimensionnelles des Distributions Partoniques), ont développé une nouvelle méthode basée sur des réseaux de neurones pour déterminer la structure dépendante de l’impulsion transverse (TMD) du proton. La description théorique de la dynamique tridimensionnelle des quarks et des gluons repose sur deux composantes : une partie calculable dans le cadre de la Chromodynamique Quantique (QCD), et une partie qui englobe la structure 3D du nucléon, décrite en termes de TMD. Cette dernière ne peut pas être calculée analytiquement ou numériquement à l’heure actuelle mais il est possible de remonter jusqu’à elles en analysant les données expérimentales.   

Des astrophysiciens ont étudié comment le futur observatoire CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory) en construction au Chili à Paranal et aux îles Canaries à la Palma, pourrait détecter la matière noire sous forme de WIMPs (particules massives interagissant faiblement). Ces travaux dirigés par Emmanuel Moulin (Département de physique des particules de l’Irfu) et publiés dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, montrent que CTAO pourrait être bien plus sensible que les instruments actuels pour repérer ces particules mystérieuses dans la plage de masse du TeV et au delà.  Cette étude examine la capacité des 3 types d'expérience : les recherches menées dans les accélérateurs de particules (au LHC), les expériences de détection directe (comme Xenon1T au laboratoire du Gran Sasso ou LUX-ZEPLIN dit LZ aux US) et le futur observatoire CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory) à détecter des signaux de matière noire en utilisant deux cadres théoriques : la Théorie effective des Champs (TEC) et les Modèles Simplifiés. Ce traitement commun permet une comparaison objective entre ces différentes methodes expériementales. Pour des WIMPs de masse proche du TeV (1 000 fois la masse d’un proton), CTAO pourrait améliorer d’un facteur 10 la sensibilité aux signaux d’annihilation de matière noire par rapport à telescope Cherenkov actuel en fonction comme H.E.S.S. Ces résultats soulignent la complémentarité unique entre CTAO, les expériences de détection directe et les recherches en collisionneurs pour explorer une large gamme de scénarios de matière noire, et démontrent que les observations de CTAO permettront d'accéder à la plage en masse encore inexplorée du TeV et inaccessible par les autres expériences.

Et si une des clés pour traquer certains mystères de physique des particules se cachait dans une expérience innovante installée auprès d’un réacteur nucléaire TRIGA à Vienne ? Grâce à l’installation d’un dispositif expérimental novateur combinant un cryostat, des détecteurs gamma et un faisceau de neutrons thermiques, la méthode CRAB visant à calibrer précisément des détecteurs cryogéniques vient de franchir une étape décisive ! Après quelques difficultés au démarrage de l’installation, les physiciens ont pu valider toutes les composantes de cette installation expérimentale. Grâce au faisceau de neutrons qui a excité les noyaux du détecteur, les scientifiques ont réussi à détecter pour la première fois des coïncidences entre un recul nucléaire d’énergie connue mesurée par l’élévation de température du détecteur et le gamma de haute énergie qui l’a induit lors de la désexcitation du noyau ! Les données ont également permises de déterminer la valeur d’une transition nucléaire du tungstène 187W manquante. Ces résultats, pour lesquels les scientifiques de l’Irfu ont activement participé, ont été publiés en octobre 2025 dans Eur. Phys J. C [1].

Le CEA joue un rôle majeur dans la météorologie de l’espace, une discipline qui étudie le milieu interplanétaire autour du Soleil afin d’anticiper les phénomènes solaires et de protéger nos infrastructures technologiques. En effet, l’activité de notre étoile peut avoir des conséquences directes sur notre société, de plus en plus dépendante des technologies spatiales et terrestres. Une équipe d’experts des relations Soleil-Terre, OFRAME, dont le CEA est membre fondateur avec le CNRS et l’ONERA, se sont regroupés pour faire ce suivi quotidien de notre étoile car celle-ci peut avoir des effets néfastes sur notre société technologique. Dans le cadre des activités scientifiques autour du Soleil et des données du satellite Solar Orbiter et de l’instrument STIX, les physiciens solaires du CEA ont été mis en alerte sur l’évènement de dimanche dernier lors de L’éruption solaire intense de niveau X1.9 du 18 Janvier 2026.