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Direction de la recherche fondamentale
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La collaboration LIGO-Virgo a observé pour la première fois des ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux étoiles à neutrons, celle-ci s’accompagnant de l’émission de lumière. Autant sur terre que dans l’espace, le CEA a participé à la chasse à ces contreparties lumineuses observées dans les heures et jours qui suivirent.
Pour la première fois, une collaboration internationale impliquant l’Irfu dresse la carte 3D des plus grandes structures de l’Univers à partir des mouvements de milliers de galaxies. Cette reconstruction inclut des zones jusque-là non observables.
L’ensemble des données recueillies entre 2010 et 2017 par la collaboration T2K (Tokai To Kamiokande) et les expériences sur les neutrinos de réacteurs renforce la tendance annoncée il y a un an : neutrinos et antineutrinos semblent bien se comporter différemment !
La collaboration Atlas du LHC (Cern) a mis en évidence pour la première fois la diffusion à haute énergie de la lumière par la lumière. Ce processus rarissime voit deux photons interagir et changer de direction. Il était annoncé depuis plusieurs décennies par la théorie quantique de l’électromagnétisme, l’électrodynamique quantique.
Grâce à l’interféromètre européen Alma (Chili), une équipe internationale impliquant l’Irfu a détecté, pour la première fois, la molécule ionisée CH+ dans des galaxies distantes. Ses observations révèlent l'existence insoupçonnée de vastes réservoirs turbulents de gaz autour de ces jeunes galaxies. Celle-ci explique l’intensité et la persistance de la formation stellaire des galaxies dites à « flambées d’étoiles ».
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.
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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.