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Le SwissFEL sur la dernière ligne droite: les premiers électrons sont là
24 août 2016, bâtiment du SwissFEL: dans la salle de contrôle au-dessus du canal de faisceau du laser à rayons X à électrons libres SwissFEL, l’atmosphère et concentrée et tendue. L’équipe emmenée par Marco Pedrozzi s’est fixé un objectif ambitieux pour cette fin d’après-midi d’août. Les derniers ajustements ont été opérés, le moment est venu d’appuyer sur le gros bouton et de mettre en service la source d’électrons. Leur but: que le SwissFEL produise ses premiers électrons. Reportage.
Energies renouvelables: démarrage de la plateforme d’essai ESI
La plateforme Energy System Integration à l’Institut Paul Scherrer PSI entre en service cet automne. Elle a été présentée aujourd’hui aux médias et à quelque 150 représentants des milieux politiques, de l’industrie et du monde scientifique dans le cadre d’un double colloque intitulé Recherche énergétique suisse en réseau.
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.
Surprendre les protéines en pleine action
Les protéines sont des composants indispensables à la vie. Elles jouent un rôle décisif dans de nombreux processus biologiques. Des chercheurs ont maintenant réussi à montrer comment étudier les processus ultrarapides au cours desquels les protéines effectuent leur travail, en utilisant un laser à rayons X à électrons libres comme le SwissFEL à l’Institut Paul Scherrer PSI. Les lasers à rayons X à électrons libres produisent des impulsions extrêmement brèves et intenses de lumière de type rayons X. Dans le monde, seules deux installations de ce type sont actuellement en service. Les résultats ont été publiés aujourd’hui dans la revue scientifique Nature Communications.
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.
Nucléide spécialement conçu pour des applications médicales
Des chercheurs au PSI ont réussi pour la première fois à produire dans un cyclotron un radionucléide appelé scandium 44 en quantité et en concentration suffisantes. Ils ont ainsi créé les premières conditions pour une utilisation ultérieure du scandium 44 dans le cadre d’investigations médicales dans les cliniques.
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.
Carburant solaire
En dépit de son potentiel important, l’énergie solaire est toujours face à un problème: le soleil ne brille pas tout le temps et son énergie est difficilement stockable. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI et de l’ETH Zurich sont les premiers à présenter un processus chimique permettant d’utiliser l’énergie thermique du soleil pour produire directement des carburants hautement énergétiques à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Ils ont développé à cet effet une nouvelle combinaison de matériaux à base d’oxyde de cérium et de rhodium.
Des batteries qui durent plus longtemps et se rechargent plus rapidement
Des chercheurs du PSI et de l’ETH Zurich ont développé un procédé simple et bon marché qui permet d’améliorer nettement la performance des batteries lithium-ion. Qu’il s‘agisse de montres, de smartphones, d’ordinateurs ou de voitures, ce procédé permet d’optimiser les batteries pour tous les domaines d’application, car il est modulable en terme de taille. Non seulement l'autonomie est meilleure, mais en plus la recharge se fait plus rapidement.
Affamer la tumeur
Kurt Ballmer-Hofer, chercheur au PSI, étudie comment affamer les tumeurs en les empêchant de développer des vaisseaux sanguins. Ses 40 années de recherche ont permis de faire émerger de nombreuses connaissances fondamentales sur la formation des vaisseaux sanguins et, entre-temps, une des molécules décisive a été découverte; d’autres recherches tentent à présent de permettre une application clinique.
Faire du gaz avec de l’électricité et de l’électricité avec du gaz
Le développement des installations photovoltaïques et éoliennes va croissant et leur intégration dans le système énergétique existant représente un défi. La plateforme ESI permet de tester les conditions de réussite de cette intégration. La solution: stocker l’excédent d’énergie sous forme de gaz.
Des catalyseurs plus performants pour les voitures à gaz
Les véhicules à gaz ont le vent en poupe et ont besoin eux aussi de pots catalytiques. Alors que l’Empa travaille à optimiser les moteurs et les catalyseurs à gaz, le PSI se spécialise dans les méthodes d’analyse qui permettent d’observer très précisément les processus dans le catalyseur. Les chercheurs du PSI ont développé une chambre de mesure universelle pour leurs travaux, où le catalyseur peut être étudié par le biais de différentes méthodes dans des conditions toujours identiques.
Un atome à la fois
Le groupe de recherche Eléments superlourds étudie au PSI les atomes instables et exotiques, situés à la fin du tableau périodique des éléments. Leur rêve: découvrir un jour sur la carte des chimistes un îlot de stabilité, qui pourrait exister au-delà des éléments connus à ce jour.
Zebra - un nouvel instrument pour le PSI
Entretien avec Oksana ZaharkoLes nouvelles interrogations scientifiques nécessitent des installations expérimentales toujours plus performantes. Dans l’entretien ci-après, Oksana Zaharko, chercheuse au PSI, explique les défis que représente la mise sur pied d’un nouvel instrument de recherche destiné à la recherche avec des neutrons.
Les mesures d’aujourd’hui renseignent sur les nuages du passé
Des chercheurs ont montré que la poussière fine pouvait se former dans l’atmosphère à partir de substances naturelles. Leurs résultats améliorent significativement nos connaissances sur les nuages de l’ère préindustrielle et ainsi, contribuent à une description plus précise de l’évolution passée et future du climat.
Structure de la plateforme ESI
La voie vers un avenir énergétique durable passe par l’intégration de nouvelles énergies renouvelables: énergie solaire, énergie éolienne et biomasse. Sur la plateforme ESI (pour «Energy System Integration»), la recherche et l’industrie peuvent tester les solutions prometteuses dans leur complexité.
Expérience dans une goutte en lévitation
La structure exacte des protéines est normalement déterminée au PSI par la technique de diffraction des rayons X. Deux scientifiques du PSI viennent de l’améliorer de façon astucieuse: au lieu d’immobiliser les protéines, ils les ont étudiées dans une goutte de liquide en lévitation.
Les arbres échangent du dioxyde carbone entre eux
Les arbres de la forêt n’utilisent pas le dioxyde de carbone uniquement pour eux – ils en échangent aussi de grandes quantités avec les arbres voisins via leurs racines. L’échange intensif de dioxyde de carbone d’arbre à arbre – également entre différentes espèces – s’effectue via les filaments mycéliens symbiotiques présents dans le sol.
Frapper le cancer en plein cœur
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI étudient à présent une méthode pour introduire des substances radioactives jusque dans le noyau cellulaire. La source de rayonnement reste ainsi confinée dans la cellule et agit de manière plus ciblée, car elle se retrouve plus près du matériel génétique.
Exploiter le méthane au lieu de le brûler à la torche
Des chimistes à l’ETH Zurich et à l’Institut Paul Scherrer ont découvert un nouveau moyen direct pour transformer le méthane gazeux en méthanol liquide. A l’avenir, cela pourrait inciter l’industrie à exploiter davantage ce gaz au lieu de le brûler sans l’utiliser, comme elle le fait aujourd’hui.