Technologies d’avenir
Les multiples propriétés des matériaux sont déterminées par le type d’atomes dont ils sont composés, par la manière dont ces derniers sont disposés et par leurs possibilités de mouvement. Dans le domaine Technologies d’avenir, les chercheuses et chercheurs de l’Institut Paul Scherrer veulent élucider ce rapport entre structures internes et propriétés observées pour diverses substances. Avec les connaissances qu’ils obtiennent, ils entendent créer les bases pour de nouvelles applications – que ce soit dans le domaines médical, dans les technologies de l’information, dans la production et le stockage énergétiques – ou encore pour de nouveaux procédés de production dans l’industrie.
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Rendre possible l'impossible
L'utilisation de matériaux multiferroïques devrait ouvrir la voie vers des ordinateurs plus économes en énergie. Avec eux, il suffirait en effet d'un champ électrique pour assurer le stockage magnétique des données. Des chercheurs du PSI viennent de rendre un matériau de ce genre utilisable aux températures de fonctionnement d'un ordinateur.
Vers de nouveaux transistors de puissance
L'industrie de l'électronique attend d'un nouveau type de transistor de puissance en nitrure de gallium qu'il offre des avantages considérables par rapport aux transistors à haute fréquence qui sont utilisés aujourd'hui. Mais de nombreuses propriétés fondamentales du matériau ne sont pas encore connues. Pour la première fois, des chercheurs du PSI ont visionné un flux d'électrons dans le transistor en question. Pour ce faire, ils ont utilisé une des meilleures sources de rayons X mous au monde, qui se trouve à la Source de Lumière Suisse SLS du PSI.
Faire toute la lumière sur les biomolécules et certains processus ultra-rapides
Le 16 mai a été déclaré Journée internationale de la Lumière. Au PSI, l'exploitation de la lumière permet à la recherche de réaliser des progrès dans le domaine de la biologie et de la pharmacie. Elle sert aussi à développer de nouveaux matériaux pour le stockage de données et de nouvelles technologies médicales.
Lausanne-Villigen: un aller-retour très spécial
Nulle part ailleurs on n’a irradié autant de tumeurs oculaires avec des protons qu’au PSI. Mais avant de se rendre à Villigen, les patients qui se préparent à recevoir ce traitement doivent passer chez Ann Schalenbourg, à l’Hôpital ophtalmique Jules-Gonin de Lausanne. La collaboration entre l’hôpital et le PSI existe depuis plus de trente ans. Elle est unique au monde et permet à la plupart des malades de sauver leur œil atteint.
Un procédé d’imagerie à l’Institut Paul Scherrer permet au site argovien d’ABB d’augmenter sa production
Le site ABB de Wettingen a reçu des recommandations concrètes pour augmenter sa production de composants céramiques. Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI avaient analysé ces composants en recourant à un procédé d’imagerie neutronique. Les radiographies obtenues ont permis aux collaborateurs d’ABB d’identifier le potentiel restant d’optimisation des processus. Cette étude de faisabilité a bénéficié du soutien du Hightech Zentrum Aargau.
Des nanoaimants pour produire du courant électrique
Oles Sendetskyi, lauréat d'un Founder Fellowship à l'Institut Paul Scherrer PSI, veut utiliser l’inversion de polarité de certains nanoaimants pour développer une source durable de courant électrique pour petits appareils.
Toujours pas de trace de matière noire
Pas d’indice que la matière noire soit faite d’axions: le résultat d’une expérience menée au PSI restreint encore un peu plus le champ des théories sur la nature de la matière noire.
Plongée dans un aimant
Pour la première fois, des chercheurs ont réussi à visualiser les directions de l'aimantation dans un objet magnétique tridimensionnel. Les plus petits détails de leur visualisation mesuraient moins d'un dixième de millième de millimètre. Un type de motif exceptionnel est ressorti dans la structure qu'ils ont fait apparaître: des singularités magnétiques appelées points de Bloch, jusque-là connues uniquement en théorie.
Le laser suisse à rayons X SwissFEL profite de l’expérience de la recherche en Californie
Un laser à rayons X à électrons libres permet d'observer certains processus extrêmement rapides. Les premières expériences pilotes au laser suisse à rayons X à électrons libres SwissFEL auront lieu au PSI fin 2017. Deux articles récemment parus dans les revues spécialisées Science et Nature Communications mettent en évidence l'excellence scientifique que de telles installations rendent possible. Les travaux ont été conduits au laser à rayons X à électrons libres LCLS en Californie. Entre-temps, deux des principaux auteurs de ces publications ont intégré le PSI en tant que scientifiques pour contribuer par leur expérience au développement du SwissFEL.
Essence et produit chimique issus de déchets végétaux
En tant que composant de nombreux végétaux, la lignine existe en grandes quantités et pourrait théoriquement être exploitée comme matière première pour la fabrication de carburants et de produits chimiques. Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI et de l'ETH Zurich ont développé une méthode qui permet d'observer en détail les processus qui se jouent lors de la décomposition catalytique de la lignine. Les connaissances ainsi acquises permettront à l'avenir une amélioration ciblée des procédés de fabrication des produits recherchés.
20 ans de succès: des particules pour étudier les matériaux
Matériaux pour l’électricité du futur, accumulateurs, épées de l’âge du bronze: cela fait 20 ans que les chercheurs de diverses disciplines utilisent la Source de neutrons à spallation SINQ.
La radiographie en 3D permet de visualiser les moindres détails d’une puce informatique
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont réalisé des radiographies détaillées en 3D d’une puce informatique usuelle. Dans le cadre de leur expérience, ils ont analysé une petite portion de puce qu’ils avaient préalablement découpée. Durant la mesure, cet échantillon est resté intact. Pour les fabricants, déterminer si la structure de leurs puces est conforme aux normes représente un défi. Ces résultats constituent donc une possibilité d’application importante pour un procédé spécifique de tomographie à rayons X que les chercheurs du PSI développent depuis quelques années.
Vers des mémoires informatiques économes en énergie
Un nouveau matériau pourrait servir de base aux futures mémoires informatiques, car il permettrait de réduire nettement les besoins en énergie dans le domaine du stockage de données par rapport aux disques durs actuels. Ce matériau fait partie de la classe dite des multiferroïques magnétoélectriques et conserve la propriété magnétique nécessaire même à température ambiante.
Dans le microscope chimique
Entretien avec Daniel GrolimundDaniel Grolimund est responsable d’une ligne de faisceau à la Source de Lumière Suisse (SLS) du PSI. Cette ligne de faisceau permet de déterminer la répartition des liaisons chimiques dans différents objets. Une possibilité dont profitent des chercheurs de disciplines les plus diverses: spécialistes des batteries, biologistes, archéologues et bien d’autres scientifiques. Le chercheur évoque en entretien la multiplicité des thématiques étudiées à la ligne de faisceau et les défis variés dont s’accompagne cette diversité.
Conducteur d'électricité ou isolant, au choix
L’oxyde de néodyme-nickel est un matériau qui, suivant la température, est soit un métal, soit un isolant. Cette transition peut être commandée par l’application d’une tension électrique, ce qui fait de ce matériau un candidat potentiel pour les transistors dans les appareils électroniques modernes. Des chercheurs à l’Institut Paul Scherrer PSI ont utilisé un développement perfectionné et sophistiqué de la diffusion de rayons X et réussi à saisir la cause de cette transition: la réorganisation des électrons autour des atomes d’oxygène.
Aux grands instruments de recherche du PSI, les physiciens continuent à réfléchir aux théories du prix Nobel
Cette année, le prix Nobel de physique a été décerné à David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz. Dans son rapport de synthèse, l’Académie royale des sciences de Suède cite également des expériences menées par Michel Kenzelmann, aujourd’hui responsable de laboratoire au PSI. Avec d’autres chercheurs au PSI, ce physicien continue de mener des expériences sur la base des théories qui sont récompensées aujourd’hui par le prix Nobel.
Des fonds européens à hauteur de 2,6 millions de francs pour de la recherche sur les interactions fondamentales dans certains aimants
Christian Rüegg reçoit un prestigieux subside de recherche européen appelé ERC Consolidator Grant. Avec ces fonds, il entend étudier les interactions des plus petits composants de la matière.
La voie vers des transformateurs plus efficaces
Grâce à une méthode d’analyse ultramoderne, des chercheurs ont réussi à visualiser l’intérieur de transformateurs et à observer les domaines magnétiques au travail à l’intérieur de leur noyau de fer. Les transformateurs sont indispensables pour approvisionner l’industrie et les ménages en électricité. Les résultats de recherche montrent que cette méthode d’analyse peut être mise à profit pour développer des transformateurs plus efficaces.
Le deutéron a son énigme, lui aussi
Le deutéron – tout comme le proton – est plus petit qu’on ne l’imaginait jusqu’iciLe deutéron – l’un des noyaux atomiques les plus simples, composé seulement d’un proton et d’un neutron – est nettement plus petit qu’on ne l’avait imaginé jusqu’ici. Ce nouveau résultat de recherche va dans le même sens qu’une étude datant de 2010, dans le cadre de laquelle le proton avait été mesuré à l’Institut Paul Scherrer PSI également: la valeur découverte s’était avérée plus petite que celle à laquelle on s’attendait. Le résultat de 2010 avait marqué le début de ce qu’on appelle depuis l’énigme du rayon du proton.
En stop à la rencontre des sursauts gamma
Des chercheurs au PSI ont développé un détecteur baptisé POLAR. Il doit servir à déceler et analyser des éruptions d’énergie extrêmes, venues du fin fond de l’univers. En septembre prochain, POLAR s’envolera vers l’espace à bord d’une mission spatiale chinoise.