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Direction de la recherche fondamentale
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L’Irfu et ses partenaires ont développé une « chambre à fission » compacte qui permet d’étudier la capture de neutrons par l’uranium 233 dans l’installation Neutron Time-of-Flight Facility (n_TOF) au Cern. Ces mesures sont intéressantes pour évaluer les performances de réacteurs innovants utilisant le cycle thorium-uranium.
Une collaboration internationale impliquant des physiciens de l’Irfu démontre la faisabilité d’un polarimètre haute énergie à partir de l’instrument mis au point à Saturne, à Saclay, puis transféré à Dubna (Russie). Ces études sont essentielles pour des expériences à venir sur l’interaction forte, à Jefferson Laboratory (États-Unis).
Après avoir triplé le volume de détection, la collaboration Double Chooz conduite par le CEA-Irfu et le CNRS dévoile une valeur très précise du paramètre caractérisant les transformations (ou « oscillations ») des neutrinos produits par le réacteur nucléaire de Chooz. Une donnée précieuse pour l’étude de l’asymétrie entre matière et antimatière…
Le 18 mai 2020, l’Observatoire austral européen (ESO) a clôturé la revue de conception préliminaire du spectrographe imageur METIS pour le télescope géant en construction au Chili. À cet important jalon auquel a participé l’Irfu succède la conception détaillée qui devrait s’achever en 2022, donnant le départ de la construction de l’instrument. En ligne de mire de METIS avec une résolution inégalée : les exoplanètes et le cycle de vie des étoiles !
Avec une contribution majeure du CEA-Irfu, la collaboration CMS a observé au LHC (Cern) un processus rare de production du boson de Higgs – en association avec une paire de quarks top et antitop – suivie de la désintégration du boson de Higgs en deux photons. C’est la première fois que les propriétés du « couplage » du boson de Higgs avec des fermions (top et antitop) sont étudiées et le modèle standard de la physique des particules « résiste » toujours.
Avec huit protons et vingt neutrons, l’oxygène 28 devait théoriquement bénéficier d’une stabilité remarquable. Or des physiciens du Ganil (CEA-Irfu) et du Laboratoire de physique corpusculaire de Caen, au sein de la collaboration Samurai de l’installation Riken au Japon, montrent que tel n’est pas le cas en s’appuyant sur l’étude d’un noyau très proche, le fluor 28.
La collaboration Tokai-to-Kamiokande (T2K), à laquelle participe le CEA-Irfu, commence à révéler une propriété fondamentale des neutrinos qui n’avait pas encore été mise en évidence jusque-là et qui pourrait expliquer pourquoi nous vivons dans un monde de matière et non d’antimatière.
Une équipe de physiciens menée par le CEA-Irfu a développé une nouvelle version du code INCL qui prend en compte la création de particules « étranges » pour décrire des interactions particule-noyau à des énergies plus élevées. INCL permettra désormais d’étudier l’impact des rayonnements cosmiques sur les météorites et les planètes ou les « hypernoyaux ».
Des chercheurs du CEA-Irig et de l’Institut Néel ont mis au point un ensemble d’innovations théoriques qui ouvre la voie à la simulation de systèmes quantiques de très grandes tailles – de l'ordre d’un millier d’atomes – dans un environnement électrostatique complexe, tel que celui d’une cellule photovoltaïque ou d’une diode électroluminescente organiques.
Pour la première fois, une équipe franco-allemande conduite par le CEA-Irfu reproduit par des simulations numériques la genèse des champs magnétiques les plus intenses de l’Univers. Elle montre ainsi comment des étoiles massives en rotation rapide deviennent en fin de vie des magnétars et non pas des étoiles à neutrons classiques.
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Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans quatre grands domaines : énergies bas carbone, défense et sécurité, technologies pour l’information et technologies pour la santé.