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Univ. Paris-Saclay

Faits marquants 2006

30 novembre 2006
G. Rizza, DRECAM/Laboratoire des Solides Irradiés, Ecole Polytechnique

Les applications des nanoparticules sont nombreuses mais dépendant généralement de leur taille. Ainsi, les propriétés optiques (réflectivité sélective, absorption, propriétés optiques non linéaires) d’un matériau diélectrique peuvent être modifiées en introduisant dans la matrice hôte des particules métalliques de taille nanométrique bien définie. Contrôler la taille, la morphologie et l’environnement chimique des nanoparticules, permet de modifier par exemple de façon contrôlée la valeur de la résonance du plasmon de surface et donc les propriétés macroscopiques de la matrice hôte.

20 septembre 2006
Fabien Quere et le Groupe Physique à Haute Intensité (PHI) - DRECAM – Service de Physique des Atomes et des Molécules (SPAM)

Que se passe t-il lorsqu'un miroir (morceau de verre) est soumis à des impulsions ultra-brèves et ultra-intenses, telles que ses électrons oscillent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière ? Ces conditions peuvent être obtenues lors de la seconde réflexion d'une impulsion laser sur un miroir plasma. Les électrons relativistes obtenus autorisent la génération d'harmoniques élevées au delà de la fréquence plasma maximale que peut supporter le milieu sans être totalement ionisé. De telles sources de lumière sont indispensables au développement de la physique à l'échelle de "l'attoseconde" et de l’optique non-linéaire dans le domaine X.

 

Le principe du miroir est a priori très simple : il suffit de se mettre devant pour voir son image. Comprendre dans le détail son fonctionnement est déjà plus difficile, et il a fallu attendre le début du XXème siècle et la théorie de Drude pour en avoir une idée plus précise dans le cadre des champs électromagnétiques de très faible amplitude.

Que se passe t-il lorsque ce même miroir est soumis à des impulsions ultra-brèves et ultra-intenses, lorsque ces conditions extrêmes conduisent ses électrons à osciller à des vitesses proches de la vitesse de la lumière ? C’est à ce type de questions que les physiciens du groupe PHI du SPAM cherchent à répondre.

Bien que les laser ultra-intenses existent depuis une bonne dizaine d’années, ce type d’étude n’était pas accessible car les impulsions délivrées étaient accompagnées d’un fond continu de rayonnement électromagnétique relativement long (plusieurs ns) et suffisamment intense pour détruire le miroir avant même l’impact de l’impulsion centrale ultra-brève dont seule l’action est intéressante. Ce rapport d’intensité entre le "pic" de l’impulsion et ce rayonnement parasite, appelé le contraste du laser, était donc très défavorable. Le groupe PHI a récemment trouvé une solution à cette difficulté majeure en étudiant un  "Miroir à Plasma" qui permet d’augmenter ce contraste d’un facteur 100. En utilisant successivement 2 miroirs plasma, soit un "double miroir plasma", le gain obtenu supérieur à 10 000 permet de s’affranchir du rayonnement de fond parasite, rendant ainsi accessible l’étude des phénomènes de réflexion métallique dans le domaine relativiste.

Comme dans notre miroir classique, le faisceau réfléchi dans la direction spéculaire (Figure 1) nous apporte des informations sur le comportement de la surface réfléchissante.

22 mai 2006
D. Markovitsi, T. Gustavsson, E. Lazzarotto, S. Marguet, D. Onidas, F. Talbot

Laboratoire Francis Perrin, CEA/ DSM/DRECAM/SPAM-CNRS URA 2453 F-91191 Gif-sur-Yvette, France

Tous les médecins nous mettent en garde contre les expositions sans protection au soleil pouvant provoquer coups de soleil, mais aussi à long terme, cancers de la peau. En effet, l'énergie apportée par la lumière déclenche des réactions chimiques, qui sont susceptibles d'entraîner une altération de la chaîne d'ADN, suffisante pour modifier le code génétique. Au-delà de l'identification des réactions pouvant se produire, de leur localisation et de leurs conséquences, il est tout aussi important de comprendre les mécanismes mis en jeu.

13 janvier 2006
W. Chin, M. Mons, F. Piuzzi, J. P. Dognon, I. Dimicoli, B. Tardivel

SPAM / Lab. Francis Perrin (URA CEA-CNRS 2453), CEA Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Les protéines, molécules indispensables à la vie des organismes vivants, sont des polymères synthétisés à partir de l’ADN des cellules. Leur fonction dépend de leur constitution mais aussi de leur structure. Ces molécules sont constituées de longues chaînes linéaires d'acides aminés (typiquement une centaine) ; c’est ce qu’on appelle la structure primaire des protéines. Si l’on réalise que 20 types différents d’acides aminés existent dans le vivant et que chacun d’eux peut présenter plusieurs structures différentes, on conçoit que cette stratégie ait donné lieu à une très grande diversité de structures et de fonctions. L’un des points clés contrôlant la structure des protéines est le processus de repliement conduisant le polymère linéaire à adopter une structure tridimensionnelle. La première phase du repliement conduit à la formation de structures-type, appelées structures secondaires, concernant un nombre restreint d’acides aminés de 2 à quelques dizaines, dont les plus connues sont les feuillets β ou les hélices α. Le repliement se poursuit ensuite par l’agencement relatif des structures secondaires entre elles.

19 mai 2006

B. Fauque1, Y. Sidis1, V. Hinkov2, S. Pailhès1,3, C.T. Lin2, X. Chaud4, Ph. Bourges1

1Laboratoire Léon Brillouin, CEA-CNRS, CEA-Saclay, 91191 Gif sur Yvette, France
2MPI fur Festkorperforschung, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart, Germany
3LNS, ETH Zurich and Paul Scherrer Institute, CH–5232 Villigen PSI, Switzerland
4CRETA / CNRS, 25 Avenue des Martyrs, BP 166 38042 Grenoble cedex 9, France.

07 août 2006
J. Gabelli1, G. Fève1, J.-M. Berroir1, B. Plaçais1, A. Cavanna2, B. Etienne2, Y. Jin2, D. C. Glattli1,3

Une équipe mixte ENS/CNRS/CEA-Saclay(SPEC) du Laboratoire Pierre Aigrain a pour la première fois mis en évidence le comportement remarquable d’un circuit électronique lorsque sa miniaturisation est poussée à l’extrême. Ces résultats sont publiés dans la revue Science. Les chercheurs ont montré que les lois fondamentales de l’électricité, établies depuis 1845, ne peuvent plus décrire les propriétés d’un circuit électronique lorsque ses dimensions atteignent l’échelle nanométrique. Ces études confirment des prédictions théoriques de Markus Büttiker (Université de Genève) énoncées il y a plus de dix années et jamais encore vérifiées.

Pour en savoir plus : le communiqué de presse commun CEA-CNRS.
La publication associée : Violation of Kirchhoff's laws for a coherent RC circuit, J. Gabelli et al., ScienceXpress (2006) 1126940.
Equipe Nano-électronique du DRECAM/SPEC et équipe Physique mésoscopique et transport du LPA .

31 mai 2006
Jean-Jacques Benattar, Michael Nedyalkov et Fuk Kay Lee (DRECAM/SPEC)

Le développement de matériaux et de composants nanostructurés connaît aujourd'hui un essor considérable en raison de leurs propriétés particulières (nouvelles propriétés physiques ou chimiques, miniaturisation, stockage de l'information). Cependant la réalisation de ces nanostructures n'est pas une affaire simple, la première difficulté étant de manipuler la matière à l'échelle atomique. Pour ceci, on tire souvent parti de l'organisation spontanée de la matière comme lors de simples dépôts. Mais la réalisation d'architectures atomiques, même élémentaires, reste le plus souvent un défi et il faut beaucoup d'ingéniosité pour imaginer de nouvelles voies, simples et efficaces, qui permettront d'atteindre ce stade ultime de la miniaturisation. Il est ici proposé d'utiliser toutes les potentialités d'organisation de la matière dans la couche extrêmement fine constituant la paroi d'une bulle de savon.

Nous avons tous observé les reflets changeants des irisations des bulles de savon qui traduisent les variations d'épaisseur du film. Après drainage de la totalité de l'eau, cette paroi forme un film libre bi-moléculaire de tensioactifs, appelé aussi film noir car son épaisseur moléculaire ne lui permet plus de réfléchir la lumière. Ces systèmes sont bien définis et très organisés. Au delà des premières études de leurs propriétés macroscopiques, les découvertes récentes montrent le fort potentiel d’auto-organisation des molécules tensioactives qui permet la construction d’assemblages aux propriétés variées.

 

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