Grands instruments de recherche
Parfois, l'observation de très petits objets nécessite des appareils particulièrement grands, car ce sont les seuls capables de générer les sondes
indispensables pour radiographier la matière afin d'obtenir les informations recherchées. PSI entretient et utilise plusieurs installations de ce type qu'il met également à la disposition de scientifiques d'autres instituts au titre de prestation de service. Ces installations n'ont pas leur équivalent en Suisse, certains appareils utilisés à PSI sont même uniques au monde.
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La première expérience conduite au SwissFEL a été un succès
Les méticuleuses années de planification et de construction ont porté leurs fruits: la première expérience conduite à la nouvelle grande installation de recherche de l’Institut Paul Scherrer PSI, le laser à rayons X à électrons libres SwissFEL, a été un succès. Ce faisant, deux objectifs ont été atteints: d’un côté l’obtention d’un nouveau résultat scientifique, de l’autre une optimisation de l’interaction entre les nombreux composants de cette installation extrêmement complexe.
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.
Injecteur 2: un pré-accélérateur de protons
En tant que composants fondamentaux de la matière, les protons sont partie intégrante des choses qui nous entourent. Mais à l’Institut Paul Scherrer PSI, ils abandonnent leur rôle habituel et sont utilisés pour produire d’autres particules, les neutrons et les muons, qui sont ensuite étudiés pour analyser certains matériaux. Pour pouvoir être exploités de la sorte, les protons doivent d’abord être accélérés. Une installation accélératrice en trois étapes joue un rôle important dans ce processus. C’est au milieu de cette installation que se trouve l’accélérateur Injecteur 2.
A la limite du réalisable
L’entreprise Daetwyler a construit les onduleurs du laser à rayons X à électrons libres SwissFEL de l’Institut Paul Scherrer PSI avec une précision de l’ordre du dixième de l’épaisseur d’un cheveu.
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.
Deuxièmes ligne de faisceau pour le SwissFEL
Les premières expériences pilote au laser à rayons X à électrons libres SwissFEL démarrent cette année. La lumière de type rayons X générée par le SwissFEL permettra de conduire un large spectre d’expériences. Dès 2020, une deuxième ligne de faisceau assurera une diversité encore plus importante.
Le SwissFEL a été inauguré
Aujourd’hui, 5 décembre 2016, le PSI a solennellement inauguré son nouveau grand instrument de recherche, le SwissFEL, en présence du président de la Confédération Johann Schneider-Ammann.
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.
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.
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.
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.
500 000 fois moins probable que de gagner au loto
La rareté d’une désintégration de particules a été mesuréeDans le cadre de l’expérience MEG, des chercheurs du PSI sont à la recherche d’une voie de désintégration extrêmement rare de certaines particules élémentaires appelées muons. Pour être plus précis, ils chiffrent cette improbabilité. Leur tout dernier résultat: cette désintégration se produit dans moins d’un cas sur 2,4 milliards. Ce résultat permet aux physiciens théoriciens de trier, parmi les hypothèses visant à décrire l’univers, celles qui résistent à la confrontation avec la réalité.
Coopération avec la nature
Avec le SwissFEL, un nouveau paysage émergeA peine construit, le bâtiment du laser à rayons X à électrons libres SwissFEL a déjà disparu sous une levée de terre. Depuis, l’heure est aux plantations et aux aménagements au-dessus du grand instrument de recherche du PSI et aux alentours. Car sa situation particulière dans la forêt nécessite une intégration qui tienne compte de cet environnement. Le SwissFEL est ainsi pratiquement invisible de l’extérieur. Un nouveau biotope destiné à une faune et une flore rares émerge.
En route pour le tunnel du faisceau
Depuis l’automne 2015, le tunnel du faisceau du nouveau grand instrument de recherche du PSI se remplit de composants mécaniques. L’un après l’autre, les composants prémontés sont acheminés à leur emplacement définitif.
Des rayons X pour la recherche dans un ovni
La Source de Lumière Suisse SLS se remarque tout d’abord par son bâtiment extraordinaire. A l’intérieur elle impressionne par la recherche de pointe. Un voyage à travers un monde dans lequel les éléctrons s’engagent dans un parcours de slalom et des protéines sont décodées par des rayons X.
La bonne mise en lumière
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont réussi à visualiser de la lumière térahertz grâce à une technologie de caméra disponible dans le commerce. Non seulement ils ouvrent ainsi la voie vers une alternative économique aux procédés en principe utilisés jusqu’ici. Mais ils ont aussi réussi à multiplier par vingt-cinq la résolution de l’image en comparaison. Grâce à ses propriétés particulières, la lumière térahertz est intéressante pour de nombreuses applications. Au PSI, elle sera utilisée dans le cadre des expériences au laser à électrons libres SwissFEL.
Les lignes de faisceaux parfaites passent inaperçues
Entretien avec Luc PattheyLuc Patthey est responsable de la conception et de la réalisation des lignes de faisceaux pour le laser à rayons X à électrons libres SwissFEL. Dans cet entretien, il explique quelles sont les exigences auxquelles les lignes de faisceaux doivent satisfaire, si l'on veut que les impulsions de rayons X produites par le SwissFEL atteignent les expériences sous une forme optimale. Il évoque aussi le rôle joué par les coopérations dans le développement des lignes de faisceaux.
L’union fait la force
Décrypter les molécules au SwissFEL et à la SLSLes protéines sont un objet de recherche convoité, mais récalcitrant. Leur étude est aujourd’hui facilitée par une nouvelle méthode développée à l’aide d’un laser à rayons X à électrons libres comme le futur SwissFEL du PSI. Elle consiste à exposer à intervalles rapprochés de petits échantillons identiques de protéines à de la lumière de type rayons X. On contourne ainsi un problème majeur auquel la recherche sur les protéines s’est heurtée jusqu’ici: produire des échantillons de taille suffisante.
Premiers onduleurs dans le bâtiment du SwissFEL
Les premières structures d’onduleurs sont arrivées dans le bâtiment du SwissFEL. Leur montage final va maintenant durer six mois. Une fois prêts, les onduleurs seront acheminés dans le tunnel de l’accélérateur du SwissFEL pour y être installés.
De l’intérieur d’une coquille d’œuf
La coquille d’un uf abrite de minuscules vésicules. Elles fournissent les substances qui stimulent et contrôlent la croissance de cette enveloppe solide. Grâce à une technique de tomographie novatrice, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI), de l’EPF Zurich et de l’Institut AMOLF aux Pays-Bas, ont réussi pour la première fois à obtenir une image en 3D de ces vésicules. Ils surmontent ainsi une limite à l’imagerie tomographique, et espèrent qu’un jour leur méthode profitera aussi à la médecine.