Modifications induites par des faisceaux d’ions sur les molécules organiques complexes en phase solide : cas de la pyridine
Prudence Ada Bibang et Hermann Rothard (CIMAP).
Les biomolécules présentes dans l’espace interstellaire pourraient avoir contribué à l’émergence de la vie sur notre terre, car de la matière organique est constamment délivrée par des micrométéorites. Ces biomolécules résulteraient de la recombinaison des radicaux formés lors de l’interaction des rayonnements ionisants avec les molécules de faibles masses (H2O, CO,..) présentes dans les grains de poussière interstellaire sous la forme de fines couches de glace. Ces biomolécules sont environnées de molécules telles que les molécules d’eau, par exemple, et sont également soumises à l’action des rayonnements ionisants. Il est donc important d’étudier leur radiorésistance, en particulier lorsqu’elles sont en phase condensée, mélangées avec de l’eau. Pour ce faire, des cibles cryogéniques minces (1 à 8 µm d’épaisseur) de pyridine à différentes concentrations dans une matrice d’eau, ont été irradiées à 12 K avec des faisceaux d’ions O6+ (90 keV) et Zn26+ (650 MeV) au GANIL.
L’analyse en ligne par spectroscopie infrarouge a permis de suivre l’évolution des groupements constitutifs de la pyridine en fonction de la fluence (nombre de particules incidentes par unité de surface) et d’extraire les sections efficaces de destruction correspondantes. L’évolution des valeurs de sections efficaces de destruction en fonction de la concentration de la pyridine dans la matrice d’eau (figure) montre que la pyridine pure est plus radio-résistante que la pyridine diluée. Les molécules d’eau ont donc un effet indirect sur la destruction de la pyridine, même en l’absence de mobilité radicalaire, et cet effet est d’autant plus important que la concentration en pyridine est faible. Ce résultat a beaucoup d’intérêt dans de nombreux domaines comme l’astrochimie, la biologie ou encore l’exobiologie.
Contacts : Prudence Ada Bibang et Hermann Rothard (CIMAP).
Des résonateurs fortement non-linéaires en silicium supraconducteur
Depuis environ 15 ans, des semiconducteurs tels que le diamant et le silicium peuvent être rendus supraconducteurs par dopage au bore, avec un contrôle fin de leur température critique via le niveau de dopage. Bien que leurs propriétés basses fréquences soient maintenant bien comprises, on en sait peu sur leur impédance de surface aux fréquences micro-ondes. A fréquence finie la réponse d’un supraconducteur est dominée par l’inertie des paires de Cooper. Ce terme inductif (appelé inductance cinétique) est une précieuse ressource pour l’ingénierie quantique permettant par exemple de protéger des qubits de la décohérence ou d’augmenter la sensibilité de détection en astronomie. Le silicium supraconducteur, dont les propriétés supraconductrices peuvent être accordées par effet de champ, offre de nombreuses perspectives pour les technologies quantiques et son étude représente un fort enjeu.
En collaboration avec une équipe du C2N qui maîtrise la synthèse du Si:B par impulsion laser, nous avons réalisé les tout premiers résonateurs en silicium supraconducteur avec des facteurs de qualité de quelques milliers entre 1 et 10 GHz. Nous avons mis en évidence une forte non-linéarité de l’inductance cinétique, un à deux ordres de grandeur supérieure aux sources de non-linéarité connues : l’abaissement de la supraconductivité ou l’échauffement des quasi-particules par le courant. Nous suggérons que cette non-linéarité pourrait provenir de la création de paires de vortex-antivortex sous l’effet du champ électromagnétique. Ces travaux préliminaires ouvrent des perspectives à la fois fondamentales et applicatives.
Contact : Hélène Le Sueur (SPEC/GQ)
