Group « BioMolecular Structures »

Group « BioMolecular Structures »

Contact : Michel Mons

Historically linked to the application of lasers to physical chemistry, the activity of the « BioMolecular Structure » group is focussed on the interaction of complex molecular systems with light, in particular, neutral flexible molecules and models of biomolecules, isolated in the gas phase. The general scientific objective is to document, through various laser spectroscopies and theoretical modeling, the interactions encountered in these systems, both in their ground and excited electronic states. One of the challenges is then to resolve the conformational, tautomeric, etc. complexity of these objects in order to document the role of the structure on their dynamic properties, in particular their electronic dynamics, through pump-probe type experiments. This program is achieved thanks to a strong synergy between experiment and theory, made possible by the simultaneous presence of these two skills within the team, made up of chemists and physicists.

Most of the activity is organized according to three key topics, related to the structure and electronic dynamics of flexible systems and biomolecules, and to a valorisation action.

Ion pairs
Peptides – Peptidomimetics
Excited state dynamics
Valorisation

The « BioMolecular Structures » team is located in building 522 of CEA Saclay. It maintains its own fleet of nanosecond lasers and uses the femtosecond / picosecond lasers of several facilities : LUCA / ATTOLAB at Saclay, CLUPS at Paris-Sud University as well as the SOLEIL Synchrotron. It also maintains its own fleet of workstations (~ 4 knots / 50 procs) and uses the national resources of the « Calcul Intensif  » (TGIR GENCI & CCRT-CEA).

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Projets

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    Cristaux Laser pour l’Optique de l’Extrême La société Cristal Laser et le CEA de Paris-Saclay ont mis en place une plateforme regroupant des instruments de caractérisation originaux pour affiner la compréhension des phénomènes de vieillissement des cristaux optiques non-linéaires dans l’ultraviolet, et améliorer la durée de vie et les performances des produits finis. Le CEA…

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    Le projet EPONA (BPI-FRANCE) a pour objet l’étude et la démonstration de l’épuration du palladium issu des produits de fission des réacteurs nucléaires par séparation isotopique par laser en vapeur atomique.

  • Projet ERC SPINFIELD (2021)

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    Le centre interdisciplinaire iNanoTheRad (Institute of Nanotechnologies and Radiation based Therapies) est un Objet Interdisciplinaire de l’Université Paris-Saclay, validé en CoDirE en septembre 2021 par l’Université Paris-Saclay. iNanoTheRad vise à positionner l’Université Paris-Saclay en centre d’excellence en recherche, formation et innovation consacré à l’amélioration du traitement personnalisé du cancer par l’association de techniques avancées de…

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    Le but du projet OBELIX est d’avancer la physique de l’orbitronique et de lancer une nouvelle technologie basée sur le degré de liberté que sont les orbitales électroniques dans les matériaux. Ses objectifs sont de : Le projet est porté par le CINaM de Marseille et inclut 7 partenaires issus de 3 pays d’Europe.

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    L’objectif de ce projet est le développement d’une nouvelle technologie pour des opérations logiques économes en énergie basée sur l’utilisation d’une topologie induite et contrôlée par la lumière dans des matériaux bidimensionnels. Cela permettra de créer une nouvelle plateforme technologique qui exploitera les meilleurs aspects de la topologie, de l’opto-électronique et des matériaux quantiques en…

  • Projet SCiRQ (2023-2027)

    Projet SCiRQ (2023-2027)

    Le projet SCiRQ financé par l’ANR a pour objectif de mettre en place une plateforme de simulation quantique fondée sur des états de Rydberg circulaires du strontium. Le porteur est Sébastien Gleyzes du Laboratoire Kastler-Brossel et Collège de France, le LIDYL contribue par un support théorique.

  • Projet TORNADO (2023-2027)

    Projet TORNADO (2023-2027)

    Interactions lumière-matière chirales – PEPR LUMA : Moonshot TORNADO Approche multi-échelle et multi-dimensionnelle des interactions lumière-matière chirales pour améliorer les réponses chiroptiques. Les premières sont associées à une polarisation circulaire et portent des moments angulaires (MA) unitaires. Les secondes présentent des fronts d’onde dont l’inclinaison tourne en hélice autour de l’axe de propagation, et portent n’importe…

Domaines Techniques

  • Diagnostics expérimentaux

    Diagnostics expérimentaux

    Spectromètre magnétique Le spectromètre d’électrons permet de mesurer la distribution en énergie des faisceaux d’électrons produits sur la plateforme. Grâce à cela, on peut observer la déviation des électrons (xd, yd) par le champ magnétique de l’aimant par rapport à une trajectoire non déviée.Cette dernière est définie par la position du trajet du faisceau laser…

  • Diagnostics laser

    Diagnostics laser

    Diagnostics spatiaux, temporels et spatio-temporels disponibles sur UHI 100 La Physique UHI nécessitant l’utilisation d’éclairements très élevés éventuellement mis en forme dans le domaine spatial, temporel ou spatio-temporel, des efforts importants ont été réalisés depuis de nombreuses années pour disposer de diagnostics (commerciaux ou développés en interne ou en collaboration avec d’autres laboratoires ou start-up…

  • Gestion du laser de la plateforme UHI100

    Gestion du laser de la plateforme UHI100

    UHI100 est le laser le plus intense au LIDYL. C’est un système commercial d’ Amplitude-Technologies, délivrant des impulsions à 5Hz pouvant atteindre 100TW (2,5J) avec une durée de 25fs. L’une des spécificités d’UHI100 tient au contraste temporel élevé (109 en sortie de compresseur) obtenu en particulier grâce à la mise en œuvre en amont de…

  • Les lasers FAB1-10 (ATTOLab)

    Les lasers FAB1-10 (ATTOLab)

    ATTOLab-Orme est une nouvelle infrastructure mise en service en 2016 pour des études Ultra Rapides à l’échelle temporelle femtoseconde et Attoseconde. Il combine le laser FAB1-10, des générateurs d’impulsions femto/attoseconde XUV basés sur la génération d’harmoniques élevées dans les gaz et des stations expérimentales pour une dynamique ultrarapide en phase gazeuse et solide. ​Basé sur…

  • Plateforme ATTOLab

    Plateforme ATTOLab

    Dynamique ultra-rapide en phase diluée et condensée ATTOLab est une plateforme laser expérimentale du CEA/LIDYL, installée sur le site de l’Orme des Merisiers, et dédiée aux études interdisciplinaires de dynamique ultra-rapide – dynamique électronique et nucléaire aux échelles de temps femto- (10-15) et atto- (10-18) seconde – dans les systèmes en phase diluée et condensée.…

  • Plateforme FLUME

    Plateforme FLUME

    La plateforme FLUME (FLUorescence par la MEthode « Upconversion ») est une installation particulière qui permet d’obtenir des spectres de fluorescence résolus en temps de molécules en phase condensée, et d’étudier ainsi la cinétique moléculaire à l’échelle de la femtoseconde. L’installation est basée sur la technique de conversion de fluorescence. Il utilise un oscillateur Ti:S conventionnel qui…

  • Plateforme Nanolight

    Plateforme Nanolight

    Installation Nanolight La plateforme NANOLIGHT de LIDYL est installée dans un nouveau laboratoire de 85 m2 sur le site du CEA Orme des Merisiers. Basée sur un laser à fibre Ytterbium avec un taux de répétition de 100 kHz,..

  • Plateforme SOFOKLE

    Plateforme SOFOKLE

    Le groupe Attophysique gère la chaîne laser SOFOKLE qui délivre des impulsions à la cadence de 3 kHz, de longueur d’onde 0.8 µm, de durée 40 fs, et d’énergie 700 µJ. Un banc optique de post-compression permet de réduire la durée à 10 fs avec une énergie en sortie de 200 µJ. À côté des…

  • Plateforme UHI100

    Plateforme UHI100

    La plateforme UHI100 est une installation laser de classe 100TW (Gestion du laser UHI100) couplée à une salle expérimentale destinée à l’étude des interactions laser-matière en régime relativiste, au-delà de 1018W/cm2, dans les gaz ou les solides (miroirs plasmas…). La plateforme UHI100 est constituée d’un laser commercial Amplitudes Technologies de classe 100 TW qui délivre…

  • SLIC : nos équipes Support

    SLIC : nos équipes Support

    Les plateformes laser et l’instrumentation développées et mises en œuvre au LIDYL sont des dispositifs de haute technicité qui nécessitent un support technique de qualité. Ce rôle de support est regroupé au LIDYL au sein du groupe SLIC. Il comprend l’indispensable support technique pour fournir des lasers de pointe et gérer les plateformes laser pour…

  • Techniques de spectroscopie

    Techniques de spectroscopie

    The specificity of the group is the use of high-performing time-resolved spectroscopy. DNA and its constituents are fragile systems so particular care is taken with regards to excitation energy and…

Thèses

Thèmes de recherche

  • Amplificateurs CPA Titane-Saphir

    Amplificateurs CPA Titane-Saphir

    L’un de nos principaux programmes de R&D de ces dernières années concerne le développement de lasers Titane-Saphir intenses à haute puissance moyenne et haute fréquence (1 à 10 kHz) et stabilisés en CEP (Carrier Enveloppe Phase). Nous avons ainsi étudié et développé avec Amplitude Technologies dans le laboratoire commun de R&D  » IMPULSE » (2010-2017) ,…

  • Dynamique et Interactions en phase Condensée

    Dynamique et Interactions en phase Condensée

    Responsable : Gérard BALDACCHINO Le groupe Dynamique et Interactions en phase COndensée (DICO) rassemble les chercheurs du LIDYL et du LPMS qui étudient les réponses de la matière sous forme solide…

  • Instrumentation et soutien à la recherche

    Instrumentation et soutien à la recherche

    L’équipe SLIC (Supports et Lasers à Impulsions Courtes) du LIDYL est un groupe de développement laser et de support technique. La mission principale de SLIC est de fournir des lasers de pointe pour…

  • Interaction laser-matière en champ fort

    Interaction laser-matière en champ fort

    La thématique « Interaction laser-matière en champ fort » associe trois groupes de recherche du LIDyL : Attophysique Le groupe ATTO étudie la production par génération d’harmoniques d’ordre élevé dans…

  • Interaction lumière-matière

    Interaction lumière-matière

    La lumière, onde électromagnétique, porteuse d’un champ électrique et magnétique oscillant interagit fortement avec les particules chargées et principalement avec les électrons des atomes, des…

  • Métrologie des lasers intenses ultra-courts

    Métrologie des lasers intenses ultra-courts

    Méthodes de mesure spatio-temporelles La génération, la mise en forme et l’utilisation d’impulsions lasers intenses ultracourtes pour des expériences UHI nécessite la connaissance du champ électrique E(x,y,z=z0,t) correspondant au faisceau laser. L’impossibilité d’écrire le champ sous la forme du produit d’une fonction des variables d’espace par une fonction du temps correspond à la présence de…

  • Physique Attoseconde relativiste

    Physique Attoseconde relativiste

    Introduction Depuis plus de 15 ans notre groupe s’intéresse au miroir plasma, un objet d’étude du couplage fin entre les lasers avec des impulsions brèves et intense et la matière.  A haute intensité (>1016W/cm2), ils génèrent des sources de rayonnement UV-X attosecondes, dans la direction spéculaire du laser incident, dont l’étude renseigne sur la dynamique…

  • Post-compression

    Post-compression

    Description La post-compression d’impulsions à des durées sub-10fs constitue depuis plusieurs années un axe de recherche majeur de notre équipe. Un premier développement important concerne l’étude, la réalisation et la mise en œuvre sur la voie SE1 du laser FAB1-10 de la plateforme ATTOLab d’un dispositif de post-compression permettant de coupler des impulsions d’énergie jusqu’à…

  • Simulation numérique et calcul haute performance

    Simulation numérique et calcul haute performance

    Au LIDYL, les simulations numériques permettent de modéliser l’interaction de la lumière avec la matière en particulier sous l’effet d’impulsions laser de très haute intensité et extrêmement brèves…

  • Simulation numérique et calcul haute performance / Numerical simulation and high-performance computing

    Simulation numérique et calcul haute performance / Numerical simulation and high-performance computing

    Au LIDYL, les simulations numériques permettent de modéliser l’interaction de la lumière avec la matière en particulier sous l’effet d’impulsions laser de très haute intensité et extrêmement brèves (domaine attoseconde : 10-18 s). Les simulations de plasma denses ou dilués, en particulier à la surface d’un solide, ou encore l’interaction de plusieurs impulsions successives (miroir…

  • Simulations numériques et calcul à haute performance

    Simulations numériques et calcul à haute performance

    Introduction Les simulations numériques sont un outil essentiel pour concevoir des expériences, supporter l’analyse des résultats expérimentaux et explorer des scénarios physiques qui ne sont pas directement accessibles en laboratoire (par exemple des plasmas astrophysiques). Le groupe PHI est engagé dans plusieurs activités numériques, qui vont du développement de codes de simulations à l’état de…

  • Sources de lumière extrême et métrologie optique / Extreme light sources and optical metrology

    Sources de lumière extrême et métrologie optique / Extreme light sources and optical metrology

    Plusieurs équipes du LIDYL contribuent au développement de sources de lumière extrême (impulsions lasers ultra intense / ultra brèves), ainsi qu’au nécessaire développement de la métrologie optique associée avec la mesure de profil d’intensité ultra-intense ou de durée d’impulsions dans le domaine attoseconde (10-18 s). Ce domaine couvre plus particulièrement au LIDYL : Several LIDYL…

  • Spectroscopies laser pour les applications / Laser spectroscopy for applications

    Spectroscopies laser pour les applications / Laser spectroscopy for applications

    La matière sous toutes ses formes est quantifiée. Atomes, molécules des molécules simples aux macromolécules biologiques, présentent des spectres lumineux caractéristiques, en absorption ou en émission, que l’on peut identifier par spectroscopie. Les sources lasers et plus particulièrement les sources impulsionnelles permettent aujourd’hui de nouveaux développements de tous les types de spectroscopies. C’est par ces…