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Direction de la recherche fondamentale
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Un travail théorique auquel ont participé des chercheurs du Ganil confirme la nature vibrationnelle du noyau de cadmium 110 porté dans un état d’énergie excité et reproduit des observations expérimentales qui semblaient la contredire. Ainsi se trouve résolu un paradoxe inexpliqué depuis plusieurs décennies.
Une ré-analyse de données recueillies à Jefferson Lab (États-Unis) en 2004 révèle que plus un noyau atomique est riche en neutrons, plus la vitesse des protons qui le composent est élevée. Ce résultat paradoxal pourrait fournir une clé pour mieux comprendre la formation des étoiles à neutrons et leur coalescence, ainsi que la création des éléments lourds de l’Univers.
Dans quelques années, une nouvelle génération d’expériences sondera la structure tridimensionnelle du proton avec une précision inaccessible aujourd’hui. Pour pouvoir exploiter la finesse de ces futures données, des chercheurs de l’Irfu développent des outils théoriques permettant de construire des modèles adaptés à l’interprétation de chaque expérience et obéissant à toutes les contraintes théoriques requises.
Une équipe dirigée par l’Institut Pasteur, associant des physiciens de l’Iramis, décrypte une étape clé de l’infection causée par le méningocoque, un pathogène humain responsable de méningites souvent mortelles chez les nourrissons et les jeunes adultes. La modélisation statistique permet de rendre compte des interactions bactériennes conduisant à la formation des agrégats observés dans les vaisseaux sanguins.
L’énigme des rayons cosmiques, vieille de plus de cent ans, pourrait avoir été résolue avec la détection de neutrinos par la collaboration Icecube dans la direction d’un trou noir galactique actif, lui-même détecté en rayons gamma de basse énergie. L’Irfu coordonne ces observations avec le télescope Hess en rayons gamma de haute énergie qui n’a rien détecté pour l’instant dans cette région. L’astronomie « multi-messager » ne fait que commencer…
Un chercheur de l’IPhT a proposé une démarche très générale permettant de tester des théories physiques avancées qu’il a appliquée à la « gravité massive ». Le verdict est sans appel : la théorie est incompatible avec des principes physiques fondamentaux comme la causalité !
De nouvelles observations d’une équipe internationale impliquant l’Irfu mettent pour la première fois en défaut une idée partagée par les astrophysiciens depuis 1955, selon laquelle la distribution en masse de jeunes étoiles juste formées serait quasiment universelle. De nombreux calculs impliquant la formation d’étoiles massives – celui du nombre de supernovae par exemple – devront être révisés !
De nouvelles techniques d’analyse d’images font progresser d’un bond la reconstruction de cartes de matière noire de l’Univers, élaborées à partir d’observations de millions de galaxies. Leur puissance bénéficiera pleinement à la mission européenne Euclid, dédiée à la cosmologie, dont le lancement est prévu en 2021.
La collaboration Alice à laquelle participe l’Irfu dévoile des analyses de plus en plus fines du plasma de quarks et de gluons, un état extrême de la matière qui prévalait quelques microsecondes après le big bang. Un indicateur privilégié en est le J/psi, une particule composée de quarks charme.
En s’appuyant sur des modèles et des simulations numériques, des astrophysiciens de l’Irfu sont parvenus à reproduire pour la première fois la distribution des masses des étoiles créées à partir de l’effondrement gravitationnel d’un nuage de gaz.
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