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Direction de la recherche fondamentale
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Au terme de quatre ans d’étude, la collaboration Lumineu (Luminescent Underground Molybdenum Investigation for Neutrino mass and nature) vient de sélectionner le molybdate de lithium pour fabriquer des bolomètres scintillants. Ces détecteurs de particules ultrasensibles traqueront l’hypothétique « désintégration double bêta sans neutrino ». Si celle-ci existe, les neutrinos se confondent avec leur antiparticule, la masse absolue du neutrino devient accessible et une nouvelle physique s’invite…
Des physiciens de l’Irfu annoncent qu’ils n’ont détecté à ce jour aucun « grand frère » hypothétique du boson de Higgs sur l’expérience Atlas du LHC, au Cern. Leur résultat repose sur de nouvelles analyses plus sensibles.
Plusieurs décennies après sa découverte, la matière noire reste une énigme. Les chercheurs de l’Irfu ont mis à l’épreuve trois modèles de matière noire en modélisant, pour chacun d’eux, la formation de grandes structures, grâce au calcul intensif. La reconstruction de grandes structures à partir d’observations de spectres de quasars favorise l'hypothèse d'une matière noire « froide » standard et place des contraintes parmi les plus fortes sur les masses de ces particules invisibles.
Une collaboration internationale menée par l’Irfu et le Riken Nishina Center (Japon) a réalisé la première spectroscopie des noyaux de krypton très riches en neutrons 98Kr et 100Kr, auprès de l’accélérateur Radioactive Isotope Beam Factory de Riken. Ces expériences complètent des résultats obtenus sur des noyaux de rubidium et de zirconium et approfondissent la connaissance d’une transition de forme commune à ces trois noyaux au-delà de 60 neutrons.
Grâce à de nouvelles simulations numériques, une collaboration impliquant l’Irfu explique pourquoi le champ magnétique du Soleil se renverse tous les onze ans. Première mondiale, la découverte d’une loi d’échelle sur la durée du cycle magnétique des étoiles permettra de mieux appréhender les risques liés à la météorologie spatiale.
S’appuyant sur des observations du télescope spatial Hubble, une étude internationale conduite par l’Irfu montre que sur l’échantillon étudié, les galaxies abritant un trou noir super-massif en activité sont en moyenne plus compactes que les autres. Cette découverte apporte un éclairage nouveau sur la croissance des trous noirs au cœur des galaxies lointaines.
Une équipe internationale incluant un chercheur de l’Irfu a découvert, au sein d’un amas de galaxies situé à un peu plus d’un milliard d’années-lumière, une galaxie elliptique de forme inattendue, évoquant une méduse. La présence totalement atypique de longues « queues » de gaz et de régions de formation d'étoiles pourrait s’expliquer par sa fusion récente avec une autre galaxie riche en gaz.
L’expérience internationale Cast (CERN Axion Solar Telescope), au Cern, a exclu l’existence d’axions dans une zone d’énergie jusque-là inaccessible expérimentalement. Les axions sont des particules hypothétiques, légères et interagissant peu avec la matière ordinaire, qui pourraient constituer la matière noire. Les performances uniques d’un détecteur Micromegas, développé à l’Irfu pour Cast, ont contribué à ce résultat.
Une équipe internationale de SDSS (Sloan Digital Sky Survey) a effectué pour la première fois une analyse spectroscopique de quasars à grande échelle et a pu dresser une cartographie 3D de l'Univers et de ses grandes structures, tel qu'il était il y a 6 milliard d'années. Le modèle standard de la cosmologie, reposant sur la théorie de la relativité générale d'Einstein, est pour l'heure confirmé !
Destinée à sonder la matière interstellaire et les étoiles en formation, l’expérience Pilot a été lancée le 17 avril 2017 sous un ballon stratosphérique depuis l’Australie. Elle mesurera la polarisation de la lumière infrarouge émise par les poussières grâce aux détecteurs et à l’électronique de lecture fournis par l’Irfu.
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