Recherche avec des neutrons

Des chercheurs du PSI prêtent main forte à la navigation spatiale européenne avec leurs radiographies neutroniques qui permettent de contrôler la qualité de certains composants décisifs pour le décollage des fusées.

Johannes Bertsch travaille au PSI dans la division de recherche Energie nucléaire et sûreté, où il étudie les gaines qui enrobent le combustible exploité dans les centrales nucléaires.

L’électronique doit rapetisser, devenir plus rapide et surtout moins énergivore. Au PSI, plusieurs groupes de recherche se penchent aussi sur ces thématiques. Des améliorations graduelles à la réorientation totale: voici un aperçu de qui travaille sur quoi en ce moment.

Si l’on réduit le format des composants électroniques, malheureusement, ils chauffent. En termes de miniaturisation, la limite du techniquement faisable sera aussi bientôt atteinte. Au PSI, Gabriel Aeppli et Christian Rüegg travaillent à de nouvelles solutions physiques pour améliorer les performances des mémoires de données et des ordinateurs.

Une prestigieuse bourse de l’Union européenne a été décernée à une équipe incluant trois chercheurs du Domaine des EPF. Les scientifiques ont reçu aujourd’hui le contrat signé de l’UE qui confirme ce financement exceptionnellement important de 14 millions d’euros. Ce montant va leur permettre d’étudier certains effets quantiques qui pourraient constituer l’épine dorsale de l’électronique du futur.

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.

Le Big Bang a été immédiatement suivi de l'apparition d'atomes de type béryllium 7. Dans tout l'univers, la plupart de ces atomes se sont désintégrés depuis belle lurette. Un échantillon de béryllium 7, produit artificiellement au PSI, vient d'aider les chercheurs à mieux comprendre les premières minutes de l'univers.

Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI, de l'Université de Bâle et de la société F. Hoffmann-La Roche ont recouru à un procédé d'imagerie neutronique afin d'analyser le rôle décisif que joue l'entreposage frigorifique des seringues médicales préremplies.

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.

Jean-Baptiste Mosset, lauréat d'un Founder Fellowship à l'Institut Paul Scherrer PSI, veut commercialiser un détecteur de neutrons qui permette de déceler la présence de plutonium et d'uranium.

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.

A l'Institut Paul Scherrer PSI, on radiographie des objets métalliques antiques avec des neutrons. Les chercheurs peuvent ainsi identifier ce qu'ils renferment, la manière dont ils ont été fabriqués et comment les conserver.

Federica Marone radiographie les objets avec des rayons X de haute intensité, Eberhard Lehmann avec des neutrons. Ces deux chercheurs ont ouvert aux paléontologues et aux archéologues de nouvelles perspectives sur le passé.

En 1999, des chercheurs du PSI ont fondé la spin-off SwissNeutronics. Aujourd’hui, l’entreprise compte 15 collaborateurs et vend des composant de haute précision à des centres de recherche du monde entier. Mais elle a conservé son siège dans la petite ville argovienne de Klingnau, à un jet de pierre du PSI.

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.

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.

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.

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.

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.

Normalement, les supraconducteurs repoussent les champs magnétiques appliqués. Mais à l’intérieur des supraconducteurs de type II, il se forme de fins canaux appelés tubes de flux par lesquels passe le champ magnétique, alors que le reste du matériau reste sans champ et supraconducteur. Dans le niobium (un métal), les tubes de flux se regroupent en îlots et forment des schémas complexes, que l’on rencontre fréquemment dans la nature sous une forme analogue. Des chercheurs du PSI et de l’Université technique de Munich (Technische Universität München: TUM) sont les premiers à avoir mené des expériences avec des neutrons pour analyser ces structures dans le niobium. Ils ont réussi à visualiser en détail la répartition des îlots.