IN2P3

Chronologie

Cette vaste chronologie rassemble quelques-uns des nombreux faits institutionnels et développements scientifiques qui ont émaillés les 50 ans d’existence de l’IN2P3. Sans être exhaustive, elle donne à voir la participation de nos laboratoires à l’avancée des connaissances et met en perspective les développements actuels de l’institut. Elle est bâtie par thématiques, et pour en tirer le meilleur parti il est conseillé de faire un tri des fiches à partir du menu « Domaines ». Cette chronologie est le résultat d’un grand travail de collecte d’information, de mémoire, de structuration et d’écriture qui doit énormément à la direction adjointe scientifique de l’institut.

1936
1936
Création du Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR)
+
Institutionnel
Aujourd'hui installé sur le campus de l'École Polytechnique à Palaiseau.
1937
1937
Les Joliot-Curie et les ancêtres des accélérateurs français…
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Pour les besoins de leurs recherches sur la synthèse atomique, Frédéric et Irène Joliot-Curie, récents prix Nobel de Chimie en 1935, mettent au point dans leur nouveau laboratoire Ampère à Ivry-sur-Seine un générateur de haute tension de type Marx à 20 étages, ancêtre des premiers accélérateurs de particules français. La machine, qui s'élevait sur près de 18 m de hauteur et atteignait une tension de 3MV, fut l'attraction phare de l'exposition universelle en 1937 à Paris. Le jeune Robert Doisneau est venu photographier cet « éclateur » pour y consacrer toute une série de clichés, publiée en 1942, dans un univers digne de la science-fiction.
Légende de l'illustration : Irène et Frédéric Joliot-Curie en 1935, année au cours de laquelle ils partagent le prix Nobel de chimie pour la synthèse de nouveaux éléments radioactifs.
Crédit : Archives Curie
1939
1939
Un cyclotron dans la cave ?
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Lorsqu’il est ensuite nommé professeur au Collège de France cette même année 1937, Frédéric Joliot veut disposer d'un cyclotron, machine révolutionnaire et compacte faisant tourner les particules en spirale et permettant ainsi d’atteindre facilement de bien plus hautes énergies que les générateurs de haute tension et autres machines électrostatiques. Il fait appel pour cela à Ernest O. Lawrence, l'inventeur des premiers cyclotrons à Berkeley au début des années 30, qui lui envoie des plans. Le premier cyclotron Français est ainsi construit à Zurich et installé dans le sous-sol d'un nouveau bâtiment du Collège de France en 1939. Cette même année, Lawrence reçoit son prix Nobel de Physique. Le cyclotron de Joliot produira ses premiers protons de 7 MeV pendant la guerre et fonctionnera au Collège de France jusqu'en 1958, puis à Orsay jusqu'en 1966. Il est aujourd'hui exposé au musée des Arts et Métiers à Paris.
Légende de l'illustration : Chambre à vide du premier cyclotron français installé au Collège de France en 1939, sortie de son aimant. On aperçoit les 2 électrodes en forme de demi-cylindre (les "dees"), qui étaient alimentées en haute tension par un oscillateur électrique à haute fréquence pour fournir l'accélération. Le cyclotron est actuellement exposé au CNAM, Paris.
© Anton Lefterov, CC BY-SA 3.0
1944
1944
L’époque des Cockcroft-Walton
+
Accélérateurs
Physique
des particules
L’un des plus anciens accélérateurs de particules au monde se trouvait à Strasbourg. Il était de type Cockcroft-Walton, du nom de ses inventeurs qui avaient mis au point le premier prototype de cette étrange machine en 1932 et qui obtiendront le prix Nobel en 1951. Installé par la société Philipps à la demande des allemands en 1944, il ne fut alors utilisé que quelques dizaines d’heures, entre deux bombardements, pour la production d’isotopes à des fins d’expérimentation médicale. Remis en service à la fin des années 40, il sera le germe du Centre de Recherche Nucléaire (CRN) de Strasbourg (futur IPHC), qui ouvrira en 1959. Les Cockcroft-Walton, dont quelques autres exemplaires seront construits en France (comme à Lyon), s’avèreront cependant rapidement limités en termes de tension (autour du MV), du fait des claquages électriques générés par la structure. Cette limitation sera repoussée jusqu’à la dizaine de MV grâce au développement des accélérateurs électrostatiques de type Van de Graaf, qui utilisent une courroie isolante pour transporter la charge vers le terminal haute-tension ainsi qu'un tube accélérateur rempli de gaz comprimé isolant. Les Van de Graaf, commercialisés par la société HVEC à partir de 1947, vont supplanter les Cockroft-Walton et rapidement fleurir dans les laboratoires Français dès les années 50.
Légende de l'illustration : L’accélérateur électrostatique Cockcroft-Walton de 1.5 MV dans son bâtiment à l’hôpital civil de Strasbourg, en 1944. Il est composé d’un générateur de haute tension (à gauche), fait d’une cascade de condensateurs et de redresseurs, et d’un tube accélérateur (à droite) permettant d’accélérer les particules chargées vers le bas. Les vestiges de cette machine sont aujourd’hui exposées sur le campus du CNRS à Cronenbourg.
Le Cockroft-Walton dans sa configuration originale
Le Cockroft-Walton dans sa configuration originale: L'ingénieur du CRN Georges Frick au pied de l'accélérateur Cockroft-Walton dans sa configuration originale, tel qu'il a été récupéré des allemands à la Libération de Strasbourg.
© CRN / IN2P3
1947
1947
Création du Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC)
+
Institutionnel
Ses axes de recherche sont la physique nucléaire, les applications des sciences nucléaires, la physique des particules, la physique des astroparticules et des neutrinos.
1949
1949
Les prémisses d’un laboratoire européen
+
Accélérateurs
Institutionnel
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
En décembre 1949 à la Conférence Européenne sur la Culture à Lausanne, le physicien français et lauréat du prix Nobel Louis de Broglie propose de créer un grand laboratoire européen pour la science. Cela sera chose faite cinq ans plus tard avec la création du CERN, sous l’impulsion notamment des physiciens Isidor Rabi (USA), Pierre Auger (FR) et Edoardo Amaldi (IT).
Légende de l'illustration : Message envoyé à Isidor Rabi le 15 février 1952 par les signataires d'un accord établissant le provisoire Conseil européen pour la recherche nucléaire. Lors d'une réunion intergouvernementale de l'UNESCO à Paris en décembre 1951, la première résolution concernant la création d'un Conseil européen pour la recherche nucléaire a été adoptée. Deux mois plus tard, 11 pays signent un accord établissant le Conseil provisoire l'acronyme CERN est né.
© CERN
1951
1951
Création de l’Institut pluridisciplinaire Hubert-Curien (IPHC)
+
Institutionnel
Il est établi sur le campus Strasbourg Cronenburg.
1954
1954
La création du CERN
+
Accélérateurs
Détecteur
Institutionnel
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
En 1954, la France, avec le soutien de Pierre Mendès France, décide de participer à la mise en oeuvre du laboratoire européen pour la recherche nucléaire, le CERN. C'est l'évènement clef qui déterminera le paysage de la discipline à très long terme, préfigurant la création de l’IN2P3 17 ans plus tard. Les premiers travaux pour la construction du laboratoire et de ses accélérateurs commencent en mai 1954. En 1957, un synchro-cyclotron à protons de 600 MeV est mis en service. Basé sur le principe du cyclotron, le synchro-cyclotron permet d'atteindre des énergies plus élevées en diminuant progressivement la fréquence du champ électrique pour compenser le gain de masse des particules dont la vitesse commence à approcher la vitesse de la lumière (effet relativiste). Il fonctionnera jusqu’en 1990 en alimentant en particulier les expériences ISOLDE dans les années 80. Toujours sur ce même principe mais en faisant varier également le champ magnétique des aimants pour conserver une trajectoire circulaire, le premier grand accélérateur du CERN est conçu quelques années plus tard : un Synchrotron à Protons de 670 mètres de circonférence, le PS, capable à l'époque d'atteindre 20 GeV. Inauguré en février 1960, il est toujours utilisé aujourd’hui comme injecteur du LHC...!
Légende de l'illustration : L'anneau du PS en 1959, juste avant son démarrage.
© CERN
1954
Vers des accélérateurs modernes à Orsay et Saclay
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Pendant l’instruction du dossier du CERN en 1954 par l’Assemblée Nationale, Irène Joliot-Curie, dans une tribune au Monde, argumente que la participation des scientifiques français ne pourrait devenir significative et excellente que si elle repose sur des accélérateurs modernes et performants dans les laboratoires Français. Ces grands instruments ne pouvant se construire à Paris intra-muros, le site d’Orsay est choisi côté CNRS pour la construction de deux nouveaux laboratoires : les équipes du laboratoire de physique de l’Ecole Normale Supérieure, menées par Yves Rocard, disposeront d’un accélérateur linéaire d’électrons tandis que Irène sélectionnera un synchro-cyclotron à protons pour ses équipes du Laboratoire Curie de l’Institut du Radium. Afin d'assurer la réalisation de ces machines, qui produiront des gammes de faisceaux complémentaires à ceux du CERN, une équipe d'ingénieurs accélérateurs est mise en place dès 1955. Les fondations des premiers bâtiments sortent rapidement de terre et les premiers physiciens arrivent à Orsay en 1957. Côté CEA, vu l’espace limité des premières expériences à Fontenay-aux-Roses, le site pour un nouveau grand centre avait déjà été choisi quelques années auparavant : le CEN du plateau de Saclay ouvre en 1952. L’accélérateur choisi pour le CEA sera un synchrotron à protons de 3 GeV afin de couvrir le domaine d'énergies intermédiaires entre les deux machines du CERN, le synchro-cyclotron et le PS. La décision de construire SATURNE est prise en 1955, sous l’impulsion notamment du chef du Service de Physique Nucléaire du CEN, André Berthelot, et le synchrotron, construit par Alsthom, entrera en service en 1958. Pour les besoins de la physique nucléaire, le CEA se dotera aussi entre autres, une dizaine d'années plus tard en 1969, de l'Accélérateur Linéaire de Saclay (ALS), qui s'avèrera très performant et délivrera son dernier paquet d’électrons de 600 MeV début 1990 à l'Orme des Merisiers. Pour la petite histoire, les sites de Saclay et Orsay ont été choisis car les Joliot-Curie habitaient à Antony et utilisaient la ligne de Sceaux - aujourd’hui le RER B - pour se déplacer à Paris. Irène adorait monter depuis Orsay au plateau pour s’y promener, et elle aurait songé au site dès 1942 !
Légende de l'illustration : Vue aérienne de l'IPN en1956.
1956 depuis l'IPN aerienOuest Est
Crédit image : photothèque IN2P3/CNRS
1956
1956
Création du Laboratoire de l’accélérateur linéaire à Orsay (LAL)
+
Institutionnel
Le LAL fait aujourd'hui partie du Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab).
1956
Création de l’Institut de physique nucléaire à Orsay (IPNO)
+
Institutionnel
L'IPNO fait aujourd'hui partie du Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab).
1956
Construction du synchrocyclotron d’Orsay
+
Physique
Nucléaire
Les projectiles accélérés par le synchrocyclotron d'Orsay ont une longueur d’onde associée de l’ordre de grandeur du rayon d’un noyau léger : une sonde idéale pour explorer le cœur de la matière ! En plus de la structure nucléaire, divers processus d’interaction directe sont étudiés : on obtient des renseignements sur les mécanismes de réaction observés pour la première fois sur terre ! L’interprétation des mécanismes de réaction en deux temps (contraction-relaxation), la formation de clusters dans les phases diluées, la compressibilité de la matière nucléaire et la production de noyaux exotiques attendues : tout est là !
Légende de l'illustration : Synchrocyclotron d'Orsay.
© Luc Petizon / IJCLab
1957
1957
L’IPN Orsay met en route son synchro-cyclotron
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Frédéric Joliot, qui assure depuis le décès d’Irène en 1956 la direction de l’IPN Orsay, participe à la mise en service du synchro-cyclotron à protons de 160 MeV (en s’enfermant dans la casemate accélérateur avec un détecteur). Robert Klapisch et René Bernas y connecteront en 1965 un séparateur de masse en ligne (Isocele), qui constituera le premier système ISOL ('Isotope Separation On-Line') en France, ancêtre de nombreux équipements toujours actuels. Cet accélérateur sera utilisé par les physiciens jusqu’en 1990 (avec une rénovation en 1977 pour atteindre 200 MeV) avant d’être cédé au Centre de Protonthérapie d’Orsay où il sera utilisé jusqu’en 2010, grâce au soutien continu des équipes de l'IPN, pour le traitement des patients atteints du cancer. Cette même année 1957, Frédéric Joliot décide également que le cyclotron à ions lourds (ou CEV pour Cyclotron à Energie Variable), imaginé par Irène quelques années auparavant, sera construit. Il commande le gros électro-aimant de la machine à la société Philipps mais le projet est ensuite mis en sommeil. Il sera relancé par Jean Teillac quelques années plus tard.
Légende de l'illustration : Vue de l’intérieur de la chambre à vide du synchro-cyclotron d’Orsay construit par Philipps, lors de sa rénovation dans les années 70. Les pièces polaires circulaires qui produisent le champ magnétique sont visibles à gauche. A l’arrière plan, on voit les deux structures en gueules de crocodiles sur lesquelles seront fixées les électrodes accélératrices. A droite se trouve l’aimant auxiliaire servant à extraire le faisceau. Cette machine pouvait accélérer des protons mais aussi des deutons et des ions hélium.
1957-synchrocylo200MeV
1957-synchrocylo200MeV: Vue de l’intérieur de la chambre à vide du synchro-cyclotron d’Orsay construit par Philipps, lors de sa rénovation dans les années 70. Les pièces polaires circulaires qui produisent le champ magnétique sont visibles à gauche. A l’arrière plan, on voit les deux structures en gueules de crocodiles sur lesquelles seront fixées les électrodes accélératrices. A droite se trouve l’aimant auxiliaire servant à extraire le faisceau. Cette machine pouvait accélérer des protons mais aussi des deutons et des ions hélium.
© CNRS, IJCLab Orsay
1959
1959
Fondation du Laboratoire de physique de Clermont (LPC)
+
Institutionnel
Fondation du laboratoire par Louis et Madeleine Avan à Clermont-Ferrand.
1960
1960
Le pari de l’accélérateur linéaire remporté au LAL !
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Après un premier faisceau d’électrons de 3 MeV obtenu en 1958, la construction des étages de l’accélérateur linéaire radio-fréqencee du LAL se poursuit sous la direction de Hans Von Halban. Un premier faisceau de 165 MeV est obtenu en 1960, puis en 1964 l’énergie de 1.3 GeV est atteinte, ce qui constitue alors un record mondial. Cette solution du ‘linac’ (pour 'linear accelerator') s’avère très modulable et très efficace pour produire des particules ultra-relativistes de haute énergie avec des courants intenses, sans souffrir des nuisances provoquées par le rayonnement synchrotron des machines circulaires (ce rayonnement, observé pour la première fois sur un synchrotron d’électrons de General Electric aux États-Unis en 1947, fait en effet perdre de l'énergie aux particules dont la trajectoire est courbée). Le linac du LAL atteindra in fine son énergie ultime de 2.3 GeV en 1968.
Légende de l'illustration : Vue d'ensemble du hall du LINAC en 1968 avec les modulateurs et les Klystrons.
1968 mars : le linac
1968 mars : le linac (24 mars 2016): Vue d'ensemble du hall du LINAC avec les modulateurs et les Klystrons
© IJCLab / IN2P3
1962
1962
Création du Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse (CSNSM)
+
Institutionnel
Renommé en 2013 « Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière » (CSNSM). Le CSNSM fait aujourd'hui partie du Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab).
1963
1963
Création de l’Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL)
+
Institutionnel
Etabli à l’Université Claude Bernard Lyon 1, il deviendra, en 2019, l’Institut de Physique des deux Infinis (IP2I).
1963
Premières collisions au monde entre électrons et positons à Orsay
+
Accélérateurs
Physique
des particules
En parallèle, au laboratoire National de Frascati à l’INFN, Bruno Touschek lance en 1960 le premier projet mondial d’anneau de collisions électrons/positons AdA (Anello d'Accumulazione). Après avoir réussi à faire circuler dans la même machine électrons et positons simultanément, la décision est prise en 1962, sous l’impulsion de Pierre Marin et B. Touschek, de déménager AdA à Orsay afin de mettre en évidence des collisions en bénéficiant de la forte intensité du linac. Des expériences historiques de physique des anneaux collisionneurs sont alors entreprises (à titre d’exemple: l’effet Touschek) et les premières collisions au monde entre électrons et positons sont réalisées en 1963. La source positons ne fait que 250 MeV à cette époque, AdA étant un collisionneur de 500 MeV dans le centre de masse. Pour explorer la physique à 1 GeV, la construction d’un nouvel anneau dédié est décidée: ce sera l’anneau ACO (Anneau de Collisions d’Orsay).
Légende de l'illustration : Le collisionneur AdA dans la salle 250 MeV du LAL.
© IJCLab / IN2P3
1964
1964
Observation de la violation directe de CP dans les désintégrations des kaons neutres
+
Physique
des particules
L'étude des désintégrations des kaons neutres a permis en 1964 à J.H. Christenson, J.W. Cronin, V.L. Fitch et René Turlay (Saclay) d'établir la violation de la symétrie CP dans une expérience à Brookhaven: contrairement aux attentes de l'époque, les lois de la physique ne sont pas toujours invariantes pour une particule subissant une double transformation de particule vers antiparticule (symétrie de charge C) et un renversement de coordonnées dans un miroir (symétrie de parité P). Cette symétrie CP est respectée par l'interaction électromagnétique et par l'interaction forte, mais légèrement violée par l'interaction faible. Cette notion de symétrie CP est essentielle pour relier la matière et l'antimatière. De ce fait, les violations de cette symétrie pourraient avoir un rôle dans la disparition de l'anti-matière de notre univers. De nombreux progrès théoriques (pour avoir une théorie qui autorise des violations de CP) et expérimentaux ont été accomplis depuis 1964, néammoins cette question de la violation de CP reste l'une des plus fondamentales de la physique des particules.
Légende de l'illustration : L'expérience qui a découvert la violation de CP à Brookhaven a été mise en place dans une ligne de faisceau neutre, dirigée à l'intérieur de l'anneau du Synchrotron à gradient alternatif (Alternating Gradient Synchrotron). On voit ici les deux aimants du spectromètre positionnés à 22° par rapport au faisceau. Des chambres à étincelles suivent les particules avant et après les aimants.
© Brookhaven National Laboratory
1965
1965
ACO, précurseur en tout genre
+
Accélérateurs
Physique
des particules
ACO entre en service en 1965 et produit ses premières collisions en 1967, après presque 2 ans de réglage complexe sous la direction de Pierre Marin. Avec une énergie allant de 250 à 550 MeV par faisceau, ACO est le premier accélérateur au monde, avec celui de Novosibirsk en Sibérie, à pouvoir effectuer des collisions électrons positons à une énergie suffisante pour provoquer leur annihilation. On pouvait ainsi créer et étudier de nouvelles particules, les mésons, qui jouent un rôle important dans la structure des noyaux atomiques. Son utilisation pour la physique des particules durera jusqu’en 1975, où il sera remplacé par le DCI (Dispositif de Collision dans l’Igloo) de 1,85 GeV. ACO fut aussi le premier accélérateur européen ayant utilisé (en mode "parasite") le rayonnement synchrotron, lumière très intense allant de l’infra-rouge jusqu’aux rayons X, pour des expériences de physique. En 1963, Yvette Cauchois fut la première chercheuse à vouloir utiliser ce rayonnement sur ACO, alors en construction, mais ce n'est qu'en 1971 qu'une première ligne de lumière sera installée. ACO sera transformé en source de lumière en 1975 et utilisé jusqu’en 1988 où il sera définitivement arrêté pour faire place aux sources de lumières modernes dont il est le précurseur.
Légende de l'illustration : Le collisionneur ACO, aujourd'hui exposé au musée SciencesACO, à Orsay.
© David Monniaux
1965
La datation isotopique par spectrométrie de masse
+
Interdisciplinaire
S'appuyant sur des plateformes d'irradiation innovantes, plusieurs études interdisciplinaires ont vu le jour dès les années 60. Ainsi, en 1965, une nouvelle technique, la spectrométrie de masse en ligne sur faisceau d’accélérateur, est mise en place au CSNSM à Orsay. Elle ouvre notamment la voie à la datation par isotopes cosmogéniques - formés par le bombardement des rayons cosmiques à la surface de la Terre - tels que le béryllium 10, puis l'aluminium 26, le calcium 41 et l'iode 129. Il s'agit d'une première mondiale. La sensibilité de la méthode s'améliore, plusieurs laboratoires (CRN à Strasbourg, CSNSM et IPNO à Orsay, ISN à Grenoble, LPC à Clermont) se lancent dans la datation de petits échantillons, via le carbone 14 ou le béryllium 10 ou le chlore 15. Cette technique permet de couvrir des datations sur des périodes non couvertes par les méthodes de datation classiques (carbone 14, rapport K/A). Elle est ainsi appliquée à la datation des pluies, des glaces antarctiques et des sédiments marins pour retracer l'histoire de la Terre jusqu'à 15 millions d'années. En parallèle, le développement de la datation par thermoluminescence démarre au CRN et au LPC, pour les âges compris entre 10000 ans et plusieurs centaines de milliers d'années, ainsi que la datation par activation neutronique au CSNSM. 
Légende de l'illustration : Vue aérienne du centre universitaire d'Orsay au milieu des années 1950. En vignette, un spectromètre de masse installé au sein du Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse (CSNSM).
Crédits : CSNSM, IPNO
1967
1967
Création de l’Institut des sciences nucléaires (futur LPSC)
+
Institutionnel
L'institut des sciences nucléaires deviendra le Laboratoire de physique subatomique et cosmologie (LPSC) en 2000.
1967
L’étude du système solaire et du milieu interstellaire
+
Interdisciplinaire
Les premières expériences de spectrométrie de masse menées au CSNSM permettent de démontrer que l'origine des éléments légers (Li, Be et B) est postérieure au Big Bang et qu'elle est liée au bombardement de la matière interstellaire par le rayonnement cosmique galactique. En parallèle, le laboratoire s'implique également dans les premières études des poussières du régolithe lunaire, ramenées par le programme spatial américain APOLLO de la NASA. Deux découvertes importantes ont lieu : l’amorphisation de la surface des grains lunaires par l’irradiation ionique du vent solaire, et l’irradiation des grains par les ions lourds du rayonnement cosmique.
Légende de l'illustration : Première page de l'article de R. Bernas et al. (1967) décrivant la nucléosynthèse du lithium, du béryllium et du bore.
Image issue de Annals of Physics 44, 426-478 (1967).
1967
Débuts de ISOLDE
+
Physique
Nucléaire
Les protons de 600 MeV du synchrocyclotron du CERN sont utilisés pour produire des noyaux exotiques. Des isotopes de vie courte de Ar, Kr, Ag, Cd, Sn, I, Xe, Pt, Au, Hg, Po sont étudiés par la technique de séparation isotopique en ligne (ISOL). Les isotopes radioactifs produits sont séparés grâce à un spectromètre magnétique. Pour étudier leur durée de vie, les chercheurs doivent courir du point d'implantation au point d'observation avec leur précieuse récolte pour ne pas en perdre une miette !
Légende de l'illustration : Le hall expérimental de ISOLDE en 1968.
© B. Jonson a and A. Richter, Hyperfine interactions 129 (2000) 1-22
1967
La propagation des rayons cosmiques reproduite en laboratoire
+
Physique
Nucléaire
Grâce aux faisceaux du synchrocyclotron d'Orsay, les réactions de spallation subies par les rayonnement cosmiques au cours de leurs périples sont étudiées et une meilleure compréhension de leur distribution en découle.
Légende de l'illustration : Nature des rayonnements cosmiques (en noir) et des rayonnements du système solaire (en bleu). La différence est causée par la propagation des rayonnement au cours de leur périple cosmique.
© Alessandra Pacini, CC BY
1968
1968
Création du Centre d’études nucléaires de Bordeaux-Gradignan (CENBG)
+
Institutionnel
ll est établi à l’Université de Bordeaux. Son histoire a commencé en 1958 avec la création d’une maîtrise de Conférences à Bordeaux pour Raymond Chastel.
1968
ALICE révolutionne la physique nucléaire
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
Après une mise en point complexe de plusieurs années menée par André Cabrespine et Marc Lefort, typique pour un cyclotron à énergie variable (qui possède des résonateurs à fréquence variable, des aimants à champs variable et une extraction sophistiquée, permettant d’accélérer une très large gamme d’ions différents), le CEV rentre en opération de routine pour les utilisateurs en 1966. En parallèle, Claude Bieth avait développé un linac injecteur (1.1 MeV/nucléon) pour le CEV qui, en épluchant les faisceaux d’ions lourds, pouvait fournir des états de charge supérieurs à ceux d’une source classique. L’ensemble Linac + CEV, appelé ALICE, entrera en fonctionnement en 1968 et constituera la première machine au monde à pouvoir accélérer des ions très lourds à des énergies de l’ordre de la barrière coulombienne (plus de 5MeV/nucléon jusqu’au Krypton A=80). Grâce à cette machine, des découvertes importantes ont été faites tant en physique nucléaire que dans d'autres domaines de la physique atomique, et la France devient alors un pays de premier plan pour la physique des ions lourds. ALICE fonctionnera jusqu’en 1985, passant le relais à SARA et surtout au GANIL.
Légende de l'illustration : Le linac injecteur d'ALICE, à Orsay en 1969, actuellement exposé sur la pelouse du campus. Il est classé monument historique en 1987.
© CNRS, IJCLab Orsay
1968
Un cyclotron pour la naissance de l’ISN à Grenoble
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
En 1964, la construction d’un autre cyclotron avait démarré également à Grenoble pour accompagner la naissance de l’Institut des Sciences Nucléaires en 1967. Ce cyclotron classique, qui dispose de la possibilité d’une injection externe axiale très pratique basée sur un déflecteur électrostatique interne et inventée par Belmont et Pabot, entre en fonctionnement en 1968. D'abord capable d’accélérer des protons et ions lourds jusqu’à la masse A=40 à des énergies supérieures à 5MeV/nucléon, il sera complété plus tard par un cyclotron post-accélérateur à secteurs séparés, dont la construction démarrera en 1977 sous la houlette de Marcel Lieuvin. L'ensemble, baptisé SARA (Système Accélérateur Rhône-Alpes), rentrera en service au début de l’année 1982 et pourra atteindre des énergies comprises entre 40 et 20 MeV/nucléon pour A variant de 12 à 40. Il sera utilisé par les physiciens jusqu’en 1998.
Légende de l'illustration : Montage du 1er cyclotron à l'Institut des Sciences Nucléaires de Grenoble : l'équipe de la CSF (Thomson) au travail, 1965.
© CNRS, LPSC Grenoble
1969
1969
L’implantation ionique 
+
Interdisciplinaire
L'implantation ionique prend son envol dès 1969 au CSNSM, où les premières études d’implantation ionique dans les métaux sont menées : on voit émerger les premiers travaux par interactions hyperfines d’éléments radioactifs implantés, les premières synthèses d’alliages métalliques hors-équilibre et les premières études de corrélation défauts - ions implantés. Le premier microscope électronique "en ligne" sur un faisceau d’ions y sera installé en 1979, notamment pour étudier l'évolution structurale d'alliages en cours d’implantation ou d'irradiation. En 1966, l'IPN à Lyon met en évidence des effets de "canalisation" sur l’amplitude du signal délivré par une diode au silicium (détecteur mince de particules chargées), en fonction de l’angle d’incidence de l’ion sur le détecteur cristallin. Ces effets sont notamment mis à profit pour l'implantation ionique ou encore pour l'analyse des couches minces cristallines.
Légende de l'illustration : Vue du microscope à transmission électronique Philips EM 400 (120 KV) couplé à l'implanteur d'ions IRMA au CSNSM, dans les années 1980.
Crédit : M.-O. Ruault, CSNSM.
1970
1970
Prédiction de l’existence d’une nouvelle particule élémentaire, le quark « charmé »
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Sheldon Lee Glashow, Jean Iliopoulos et Luciano Maiani introduisent le mécanisme dit de « GIM » , comme nouveau modèle des interactions faibles entre quarks par échange de boson chargé massif. Alors que seuls trois quarks sont supposés exister à l’époque, ce mécanisme pour des raisons de symétrie postule l’existence d’une nouvelle particule élémentaire, le quark "charmé". La découverte de la particule J/? en 1974 confirmera l'existence de ce quark.
Légende de l'illustration : Jean Iliopoulos en1999.
© CNRS Photothèque - Julien Quideau
1970
L’imagerie médicale
+
Interdisciplinaire
Au début des années 1970, les premières collaborations avec des équipes de médecine nucléaire débutent, pour aider à améliorer les performances des appareils comme les imageurs et pour essayer de mettre au point de nouveaux détecteurs. En parallèle, plusieurs laboratoires (IPNL, IPNO, ISN) se lancent dans la production de radionucléides sur accélérateurs, comme par exemple l'iode 133. Au LAL, en collaboration avec l'Institut Gustave Roussy, un système informatique couplé à une gamma caméra est conçu pour l'imagerie scintigraphique et le traitement numérique des images. La France est pionnière, une étape décisive est franchie, permettant de passer du qualitatif au quantitatif. S'en suit la création de la société Informateck, à l'époque un des leaders mondiaux de la spécialité.
Légende de l'illustration : Première page de l'article de H. Nguyen Ngoc et al. au LAL, auquel a contribué le futur lauréat du prix Nobel 1992, G. Charpak, sur le développement d'un imageur gamma atteignant une résoluton spatiale de quelques mm, adapté à l'imagerie au technétium 99m, couramment utilisé en imagerie médicale. Publication : Nuclear Instruments and Methods 172, 603-608 (1980).
1970
La détection de la radioactivité dans l’environnement
+
Interdisciplinaire
L'étude et la surveillance de la radioactivité environnementale émergent dès les années 1970 et impliquent plusieurs de nos laboratoires (CRN, LPC à Clermont, LPC à Caen). Elle se focalise sur le site de la centrale nucléaire de Fessenheim dans le Haut Rhin (pour y établir son état de référence avant implantation de la centrale) ou sur celui de l'usine de retraitement du combustible nucléaire de La Hague dans la Manche. D'autres applications voient le jour, comme la localisation de gisements des minerais uranifères ou la surveillance en sismologie ou en volcanologie (via la détection du radon). La télédétection spatiale de la radioactivité pour la recherche et la surveillance des ressources terrestres débute au CRN.
Légende de l'illustration : Le CRN se spécialise dans la spectrométrie gamma pour la mesure de la radioactivité environnementale, à l'aide d'un détecteur au germanium développé dans les années 1970 pour établir l'état de référence radiologique du site de la future centrale nucléaire de Fessenheim. Extrait du rapport d'activité 1986 du CRN.
1970
Démarrage de l’accélérateur d’ions lourds ALICE à Orsay
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
ALICE est le premier accélérateur au monde à accélérer les ions lourds de Kr. Les études des mécanismes de réaction plus complexies sont poursuivies avec des réactions induites par ions lourds
Légende de l'illustration : Cavités accélératrices d'ALICE.
© Luc Petizon / IJCLab
1971
1971
L’IN2P3 compte ses accélérateurs
+
Accélérateurs
Institutionnel
Physique
Hadronique
Physique
des particules
A la création de l’IN2P3, les physiciens nucléaires Français disposent d’un parc impressionnant d’accélérateurs, qui s'est développé de manière quelque peu anarchique, mais qui leur permet de jouer un rôle de pionniers dans le domaine. Au-delà des trois machines principales d'Orsay et Grenoble, plusieurs machines d’énergie moindre sont également disponibles dans les laboratoires de l’institut, comme les Van de Graaf 4MV de l’IPN Orsay (1960 - 1972), du CRN Strasbourg (1962 - 2001), de l’IPN Lyon (1968 - 2020, celui d'ANAFIRE), ou encore le séparateur d’isotopes SIDONIE du CSNSM Orsay (depuis 1967, toujours opérationnel au sein de la plateforme SCALP). Un autre 4MV s’installera également au CEN Bordeaux en 1973 pour compléter l’ensemble. Mais ce parc impressionnant va encore s’étendre avec l’achat à la société HVEC de 2 Tandem 13MV qui repoussent les limites des accélérateurs électrostatiques en permettant d’accélérer des ions lourds jusqu’à la masse A=40 et à des énergies de 5MeV/nucléon : l’un à Strasbourg, l’autre à Orsay, avec des premiers faisceaux en 1971 et 1973 respectivement. Celui de l'IPN, qui incitera les équipes du bêtatron d'Ivry à rejoindre Orsay en 1972, est toujours aujourd’hui opérationnel au sein de la plateforme ALTO.
Légende de l'illustration : Livraison du Tandem 13MV à Orsay, en 1971.
© CNRS / IJCLab Orsay
1971
Création du Laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies (LPNHE)
+
Institutionnel
Etabli à Paris, ses programmes couvrent les enjeux actuels de la physique des particules, des astroparticules, et de la cosmologie.
1971
Les premiers géants du CERN
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Côté physique des particules élémentaires, il s’est rapidement révélé au cours des années 60 que le coût des machines capables d’atteindre les très hautes énergies ne pouvait être supporté par une seule nation. Les investissements français commencent alors à s’orienter quasi-exclusivement vers les accélérateurs construits au CERN, avec en particulier la construction de l’ISR (Intersecting Storage Rings), qui produit les premières collisions protons-protons au monde en 1971, puis la construction du Super Proton Synchrotron, nouvel anneau de 7 km de circonférence qui utilise le PS à maintenant 30GeV comme injecteur. La construction du SPS démarre en 1971, et en 1976, le SPS produit ses premiers faisceaux de protons de 400 GeV. Il sera transformé en 1981 en collisionneur proton-antiproton et permettra, grâce à l’invention du "refroidissement stochastique", d’accumuler un grand nombre d’antiprotons et de découvrir en 1983 les particules W et Z - le tout valant à Simon Van der Meer et Carlo Rubia le prix Nobel l'année suivante. Pendant ce temps, le programme de physique des particules se poursuit au LAL sur le linac et les anneaux ACO puis DCI, mais se terminera définitivement en 1984.
Légende de l'illustration : Célébration de la finalisation du tunnel du SPS, en Juillet 1974. Le SPS sera le premier accélérateur géant du CERN, avec une circonférence de 7km !
© 1974-2021 CERN
1971
Première collisions de hadrons au monde aux ISR (CERN)
+
Physique
des particules
Premières collisions proton-proton puis et proton-antiproton en 81 dans les anneaux de stockage à intersections (ISR). On y a découvert l’émission de particules à très grande impulsion transverse, ce qui était l’indicateur de collisions proton-proton qui avaient lieu à travers les collisions de structures ponctuelles appelées "partons" mais bientôt identifiées aux quarks et gluons. Il s’agissait du premier collisionneur de hadrons du monde, et il a joué un rôle déterminant pour faire changer d’avis la communauté des physiciens, qui doutait de l'utilité des collisionneurs de hadrons. Les ISR ont fonctionné de 1971 à 1984, et ils ont détenu, jusqu’en 2004, le record de luminosité pour un collisionneur hadronique. Le Synchrotron à protons, qui fonctionne encore à ce jour, fournissait aux ISR les faisceaux de protons.
Légende de l'illustration : Dans le tunnel des ISR. Les ISR étaient composés de deux anneaux entrelacés, d’un diamètre de 300 m chacun. Chaque anneau contenait un tube de faisceau entouré d’aimants guidant les particules. Les protons circulaient dans des directions opposées et entraient en collision avec une énergie maximale dans le centre de masse de 62 GeV, ce qui équivaut à l’énergie d’un faisceau de 2 000 GeV frappant une cible fixe.
© CERN
1972
1972
Théorie violation de CP (Cabibbo, Kobayashi et Maskawa)
+
Physique
des particules
En étendant à trois familles de quarks les travaux de Cabibbo, les physiciens Kobayashi et Maskawa décrivent les transformations des quarks du type "haut" (u,c,t) vers le type "bas" (d,s,b) par interaction faible (émission d'un boson W dans ce cas) grâce à un mécanisme élégant connu sous le nom de matrice CKM (leurs initiales). Ce mécanisme, par la présence d'une phase complexe dans la matrice qui n'est possible que s'il y au moins 3 familles, peut rendre compte de la violation de CP. Il permet d'accomoder la violation de CP observée en 1964 dans les désintégrations des kaons, et prédit des violations dans les hadrons beaux et charmés également, qui seront observées bien plus récemment. À l'époque la 3e famille de quarks n'a même pas encore été découverte, il s'agit donc d'une prédiction de Kobayashi et Maskawa sur la base de la brisure de la symétrie CP.
Légende de l'illustration : L'experience NA48 eétudie la violation de la symétrie Charge-Parité (CP). Photo de 1995.
© CERN
1972
Le coeur de l’atome respire
+
Physique
Nucléaire
Le synchrocyclotron permet de découvrir le mode d’excitation monopolaire des noyaux de Pb : cela a des conséquences importantes pour comprendre la dynamique de ces étoiles.
Légende de l'illustration : Diffusion de deutons de 80 MeV sur une cible de Pb. Les énergies de ces résonances renseignent sur la compressibilité de la matière nucléaire.
© Nadine Marty IPNO-TH -76-15
1972
La théorie quantique de la physique à N corps révèle son potentiel
+
Physique
Nucléaire
La description des noyaux légers peut se faire plus précisément qu'avec le modèle du champ moyen, inspiré du modèle atomique.  Une méthode originale permet de résoudre en mécanique quantique les équations à trois corps. Cela aura des conséquences importantes par la suite !
Légende de l'illustration : Equations à trois corps.
© C. Gignoux / LPSC, 1972
1972
En quête des super-lourds, découverte de la physique des ions lourds
+
Physique
Nucléaire
L’accélérateur d’ions lourds d’Orsay ALICE est construit pour produire des éléments super-lourds grâce à des faisceaux intenses de Kr sur une cible d’uranium. L’échec d’observation d’un élément qui correspondrait à la fusion du projectile et de la cible est en fait une formidable découverte qui va motiver la construction du GANIL ! La physique des ions lourds est née, avec la découverte des processus profondément inélastiques, de l’influence du moment angulaire et des phénomènes de friction et dissipation qui freinent la fusion de deux noyaux, ainsi que de la fission rapide dans les collisions d’ions lourds. 
Légende de l'illustration : Représentation schématique de l’évolution temporelle des mécanismes de réaction entre deux noyaux lourds. Les mécanismes associés aux réactions très périphériques ne sont pas représentés. La diffusion profondément inélastique correspond à des paramètres d’impact plus périphériques que les trois autres mécanismes. Une éventuelle différence entre les paramètres d’impact mis en jeu lors des réactions de quasi-fission et des réactions de fusion reste à déterminer expérimentalement. Illustration issue de la publication D. Jacquet, M. Morjean. « La stabilité des éléments super-lourds sondée par des mesures de temps de fission », Images de la Physique, 2009, pp.42-48, in2p3-00495364
1973
1973
Première chambre à fil à géométrie cylindrique testée à ACO
+
Détecteur
1973
LURE (Laboratoire pour l’Utilisation des Rayonnements Electromagnétiques) commence à utiliser le rayonnement d’ACO
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
1973
Découverte des courants neutres sur la chambre à bulles Gargamelle (CERN) sous la direction d’André Lagarrigue 
+
Détecteur
Neutrinos
Physique
des particules
Le 19 juillet 1973 l'existence de courants neutres était annoncée au CERN grâce aux résultats obtenus avec la grande chambre à bulles Gargamelle, baptisée ainsi du fait de sa taille par Louis Leprince-Ringuet. Sous la conduite d'André Lagarrigue, la collaboration regroupant le LAL, le laboratoire de l'École Polytechnique et des physiciens européens a ainsi construit à Saclay une chambre de 12 m³, qui sera installée fin 1970 au CERN et prendra des données jusqu'en 1976. En bombardant la chambre par un flux intense de neutrinos, des muons ou des électrons issus de l'interaction du neutrino avec un noyau devaient être observés. Des événements sans muon ou électron sont cependant aussi observés, ce qui traduit l'échange d'une particule électriquement neutre. La découverte de ces courants neutres est absolument majeure car elle assoit la construction toute récente par Glashow, Salam et Weinberg (GSW) de la théorie électrofaible, unifiant la force faible (responsable de phénomènes tels que la radioactivité) et la force électromagnétique. Cette théorie prévoit en effet des interactions entre fermions médiées par une particule ayant une charge électrique, le boson W, mais aussi des interactions médiées par une particule neutre, le boson Z. Ces bosons seront découverts 10 ans plus tard, mais la preuve de l'existence des courants neutres marque la naissance du modèle standard, dont la théorie GSW est un des piliers.
Légende de l'illustration : Sur la photographie, un neutrino invisible interagit avec un électron, redonnant un neutrino au lieu de se convertir en muon - ce que l'on voit sur l'image (horizontalement), c'est la trace de l'électron. Cet événement leptonique est l'une des preuves de l'existence des courants neutres.
© 1973-2021 CERN
1973
Découverte de la liberté asymptotique
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
Cette propriété spécifique de la théorie de l'interaction forte, décrite par la chromodynamique quantique (QCD) qui est un autre pilier du Modèle standard, explique l’origine du confinement des quarks à l’intérieur des hadrons. L'interaction forte est l’une des quatre forces fondamentales: elle décrit les interactions entre les quarks et les gluons, lesquels assurent la cohésion des nucléons. Cette découverte vaudra le prix Nobel de physique à David Politzer, David Gross, et Frank Wilczek en 2004
Légende de l'illustration : Le prix Nobel de physique David Gross tenant le dessin qu'il a réalisé pour illustrer son prix pour l'exposition "Accélérateur de Nobel" au CERN en 2008.
© CERN
1973
Premières publications sur la supersymétrie par des chercheurs français
+
Physique
des particules
Alors que le Modèle standard de la physique des particules est à peine né, des travaux théoriques envisagent dès cette époque dans le cadre des théories quantiques de jauge des formulations beaucoup plus générales, sur la base d'une symétrie reliant les fermions, les particules de matière, avec les bosons, les particules véhiculant les interactions: la supersymétrie (SUSY). Après les premiers travaux de Sakita et Jean-Loup Gervais en 1971, puis de Wess et Zumino trois ans plus tard, Pierre Fayet introduit le MSSM, le modèle supersymétrique minimal. Bien qu'à ce jour aucune particle supersymétrique n'ait encore été observée, SUSY demeure une approche conceptuelle utilisée pour construire des théories au-delà du Modèle standard.
Légende de l'illustration : Dans les modèles supersymétriques allant au-delà du Modèle Standard, chaque particule connue se voit appariée à un partenaire, de masse nettement plus élevée.
Image : University of Galsgow, traduction IN2P3
1974
1974
Expérience DMA sur ACO
+
Accélérateurs
Détecteur
Déjà un gros détecteur à l'époque. Avec une chambre à fils cylindrique. ACO : premier collisionneur e+e- français. Il sera converti en synchrotron dans les années 1970. Il fut aussi la première source européenne permettant d’utiliser le rayonnement synchrotron du visible jusqu’aux rayons X. Il a fonctionné jusqu'en 88
1974
Découverte de la particule J/psi  à BNL et à SLAC
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
La particule J/psi, découverte indépendamment par deux équipes qui la baptisèrent respectivement J et psi, est un état lié de deux quarks du type charmé, et confirme donc l’existence de ce 4e quark, postulé par le mécanisme de GIM en 1970. Cette découverte, qui implique des français aussi bien sur le plan théorique qu'expérimental, vaudra le prix Nobel à Burton Richter (SLAC) et Samuel Ting (BNL) en 1976.
Légende de l'illustration : Reconstruction par ordinateur d'une désintégration de psi-prime dans le détecteur Mark I, donnant une image presque parfaite de la lettre grecque psi.
© SLAC
1974
Les simulateurs de particules : la première version de GEANT
+
Calcul
et Données
Physique
des particules
La première version de GEANT, qui permet une simulation Monte-Carlo du passage de particules dans des détecteurs, sort en 1974. Sa version GEANT-3, codé en FORTRAN est disponible dès 1982 . il est utilisé dans ALEPH, L3 et OPAL et au LHC.En 1998 sort le logiciel Geant4 (codé en C++) utilisé par de nombreuses expériences de la physique des hautes énergies actuelles et futures : BaBar, ATLAS, DUNE, T2K...
Légende de l'illustration : Un graphique de simulation de GEANT4 montrant l'architecture de la ligne de test d'ATLAS. Les détecteurs recevront le faisceau du SPS. La ligne bleue montre un muon qui entre dans l'aimant et traverse tout les détecteurs (2004).
© CERN
1974
la force effective de Skyrme et le potentiel de Paris
+
Physique
Nucléaire
Les interactions effectives de l'école d’Orsay permettent la reproduction des rayons et des masses des noyaux stables de l’O au Pb avec une précision meilleure que le pourcent ! Les paramètres de l'interaction permettent d'estimer l'évolution de l'interaction nucléaire avec la densité, le couplage spin-orbit et l'asymétrie d'isospin. Pour départager les différents jeux de paramètres, des mesures des états excités des noyaux sont nécessaires, mais  pour la première fois les prédictions sur les propriétés des étoiles à neutrons sont possibles! Les potentiels dits réalistes voient aussi leur naissance en France et le potentiel de Paris devient célèbre.
Légende de l'illustration :
1975
1975
Pour un Grand Accélérateur National d’Ions Lourds…
+
Accélérateurs
Institutionnel
Physique
Nucléaire
Pour renforcer encore le leadership international Français en physique des ions lourds et fédérer la communauté nationale, un groupe d’étude est constitué en Décembre 1972 à l’initiative de l’IN2P3 (Jean Teillac) et du CEA (Jules Horowitz) pour proposer un projet d’accélérateur national ambitieux. En juillet 1973, le rapport, qui porte le nom de « premier livre bleu », propose un projet constitué d’un ensemble de deux cyclotrons à secteurs séparés (nommés CSS1 et CSS2) injectant l’un dans l’autre avec un épluchage intermédiaire, et alimentés par deux petits cyclotrons classiques. Sur cette base, un groupe projet est rapidement formé, dirigé par Marcel Gouttefangeas (CEA Saclay) et Marc Lefort (IPN Orsay), Pierre Lapostolle du CERN jouant le rôle de haut conseiller. En avril 1975, après un an de travail, le rapport d’avant-projet est remis aux tutelles et la décision de construire la machine sur le site de Caen est officiellement prise le 4 Septembre 1975. Le GIE GANIL est créé dans la foulée par l'IN2P3 et le CEA en Janvier 1976. Capable d'accélérer des ions lourds du Lithium à l'Uranium à des énergies comprises entre 100 à 10 MeV/nucléon, le GANIL deviendra en 1983, lors de sa mise en service pour la science, l’accélérateur le plus performant sur le plan international dans le domaine de la physique nucléaire.
Légende de l'illustration : Le site du GANIL en 1978 au beau milieu des champs de blé. Une équipe de construction de 120 personnes est déjà intallée sur place, dont 80 IN2P3. Le complexe accélérateur initial, qui produira ses premiers faisceaux en Novembre 1982, est composé de 2 petits cyclotrons injecteurs (C01 et C02) et de 2 cyclotrons à secteurs séparés en cascade (CSS1 et CSS2) entre lesquels est placée une station d'épluchage des ions. Deux spectromètres (LISE et SPEG) équiperont également les salles expérimentales.
© GANIL
1975
Découverte du lepton tau, première particule de 3 génération
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Découverte du lepton tau, cousin massif de I'électron et du muon, à I'aide du spectromètre SLAC-LBL (Mark I) auprès du collisionneur électron-positon SPEAR du SLAC, Stanford. Cette découverte inattendue rompait la symétrie entre d'une part les quarks, dont 4 étaient connus à l’époque et répartis en 2 familles, et d’autre part les leptons pour lesquels manifestement une 3e famille existait. Ce lepton est donc la première particule de 3e génération observée. La particule fut intensivement étudiée, notamment à DESY, au LEP (CERN). Cette découverte vaudra le prix Nobel de physique à Martin Perl en 1995.
Légende de l'illustration : Martin L. Perl dans son bureau.
© SLAC
1975
Découverte des jets de quarks
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
L’expérience MARK II observe dans des collisions électron-positon auprès de SPEAR (SLAC) des événements avec 2 jets de particules collimées dans un cône. Celles-ci sont créées lors de l’hadronisation des 2 quarks produits dans la collision: ne pouvant exister à l’état libre, ces quarks s’habillent avec des quarks virtuels pour former une multitude de hadrons qui sont observés dans le détecteur.
Légende de l'illustration : Illustration ultérieure (expérience ALEPH au LEP, circa 1990) de deux jets de particules (en rouge) résultants de l'hadronisation de deux quarks produits lors de l'annihilation d'un électron et d'un positon.
1975
Disparition du nombre magique N=20
+
Physique
Nucléaire
Au CERN, un spectromètre de masse directement en ligne avec le PS du CERN permet les mesures de masse d'isotopes radioactifs de sodium.  Ces noyaux très exotiques, avec un nombre de neutrons attendu comme magique, n’obeissent pas aux attentes du modèle en couche. Ce modèle, dérivé dans les années 50 à partir de l’observation de l’abondance des éléments naturels et de certaines de leurs propriétés, ne pourra probablement pas s’étendre aux noyaux produits dans les laboratoires ou dans les étoiles. Ces résultats seront confortés rapidement par des mesures de décroissance beta, et seront le début d'une longue quête sur les propriétés de l'interaction nucléaire, dont les théoriciens d'Orsay deviendront les maîtres !
Légende de l'illustration : Roeger Fergeau, auprès du spectromètre de masse dans le tunnel du PS du CERN. Phys. Rev. C12 (1975) 644-657, C. Thibault et al ; Phys. Rev. C19 (1979) 164-176, C.Détraz et al ; Nucl. Phys. A394 (1983) 378-386, C.Détraz et al ; Nucl. Phys. A426 (1984) 37-76, D Guillemaud-Mueller et al.
1976
1976
Création du Grand accélérateur national d’ions lourds (GANIL) à Caen
+
Institutionnel
Le GANIL est classé parmi les Très Grandes Infrastructures de Recherche (TGIR).
1976
Création du Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules (LAPP)
+
Institutionnel
Le LAPP est créé sous l’impulsion d’un groupe de chercheurs avec à leur tête Marcel Vivargent.
1976
Début des expérience M3N, DM1 et DM3
+
Accélérateurs
Détecteur
Physique
des particules
Le collisionneur DCI « Dispositif de Collisions dans l'Igloo » est mis en fonction.
1976
Entrée en service du SPS au CERN
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Il accélère des protons à 450 GeV
Légende de l'illustration : Le SPS dans son tunnel, avec vue sur une série d'aimants de courbure. En 1976, l'installation du SPS était terminée, la machine a démarré avec le faisceau en mai, et au cours du mois où cette photo a été prise, en novembre 1976, l'intensité nominale de 10**13 protons par impulsion a été atteinte.
© CERN
1976
Mise en évidence de l’effet de sillage dans les solides
+
Interdisciplinaire
L'IPNL contribue à la première mise en évidence d’effets de "sillage" dans la mer des électrons de Fermi d’un solide. Un tel "wake effect" avait été prévu théoriquement en 1948 par Niels Bohr. Ce résultat fournit ainsi une nouvelle interprétation théorique et expérimentale du phénomène de ralentissement des particules chargées dans les solides.
Légende de l'illustration : Première page de l'article de D. S. Gemmel et al. sur la mise en évidence expérimentale de l'effet de sillage dans les solides. Nuclear Instruments and Methods 132, 61-67 (1976).
1977
1977
Découverte expérimentale du quark b à Fermilab
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Découverte expérimentale du quark b par l’expérience E288 à Fermilab, via la particule ? (Upsilon) qui est un état lié de deux quarks beauté, comme l’était le J/Psi pour le quark charmé. Leon Lederman et ses collaborateurs de Fermilab découvrent donc un autre quark (et son antiquark) : le quark "bottom" (ou “beauty”). Cette découverte confirme l'existence d'une 3e génération de quarks, telle que prédite par Kobayashi et Maskawa. Comme les quarks sont classés en doublets pour des raisons de symétries, cette découverte entraîne de facto la recherche d'un sixième quark : le "top" (ou “truth”), qui sera découvert en 1995.
Légende de l'illustration : Extrait du cahier de laboratoire de John Yoh (E288) notant en novembre 1976 les premiers signes de présence d'une résonance à 9,6 GeV, qui sera confirmée en mai 1997 comme étant la résonance Upsilon.
1978
1978
Un autre nouveau Laboratoire national : SATURNE
+
Accélérateurs
Parallèlement aux développements entrepris pour la physique des ions lourds, l’IN2P3 engage également des investissements importants pour la physique nucléaire aux énergies intermédiaires. En 1973 est d’abord lancée la rénovation du synchro-cyclotron d’Orsay, puis en 1974 est signée avec le CEA une convention afin de convertir l’ancien synchrotron de Saclay Saturne, initialement construit pour les besoins de la physique des particules élémentaires mais au final assez décevant, aux nouveaux besoins de la physique nucléaire. Le Laboratoire National de Saturne (LNS) est créé en 1978 et la nouvelle machine SATURNE-II démarre dès l’automne, bénéficiant des plus récents progrès en technologies des accélérateurs (faisceaux de particules plus intenses, meilleure résolution en énergie, caractéristiques optiques et de structure en temps mieux définies). SATURNE-II sera capable de produire des protons de 100 MeV à 3 GeV mais également des ions lourds (A<40) jusqu’à des énergies de l’ordre du GeV/nucléon. Saturne-II sera notamment le premier synchrotron à focalisation forte capable de produire des faisceaux polarisés (protons et deutons) en 1981, suivi de près par l'AGS de Brookhaven.
Légende de l'illustration : Vue du nouveau synchrotron du Laboratoire National Saturne (CEA/IN2P3), mis en service en 1978. Situé dans un tunnel, cet anneau est constitué d'aimants dipolaires (comme D13 au premier plan) entourés de quadrupôles magnétiques. Au centre de la photographie, on aperçoit une section droite d'extraction.
© CEA/CNRS
1979
1979
Le boom des sources ECR
+
Accélérateurs
Parce que l’énergie maximale fournie par un accélérateur augmente directement avec la charge de la particule accélérée, la production d’ions multi-chargés a toujours été l’objet de nombreuses études. Les années 70 ont vu la naissance de sources d’ions d’un nouveau genre, basées sur l’utilisation de la résonance électrique cyclotronique (ECR en anglais) pour ioniser un plasma. Inventée par Richard Geller à Grenoble (au CEN puis à l’ISN), la source ECR est capable de produire de très forts courants d’ions lourds multi-chargés en continu, grâce au long temps de confinement des ions dans le plasma (qui permet des ionisations multiples) et à la faible pression de gaz dans la source (qui minimise les recombinaisons). Cette technologie, aujourd'hui expertise phare des équipes du LPSC, est rapidement devenue mondialement incontournable. Elle a d’abord été utilisée pour alimenter le cyclotron de Louvain-la-Neuve en 1981, sur celui de SARA en 1983 à Grenoble, décuplant les capacités de la machine, puis très rapidement au GANIL. Elle est utilisée aujourd’hui dans un très grand nombre d’accélérateurs d’ions, comme par exemple au CERN pour la production des faisceaux de plomb du LHC. Elle a également permit la naissance en 1991 de la société Pantechnik, issue du GANIL, ou encore de la société Polygon Physics en 2014, issue du LPSC, qui ont pour vocation de valoriser la R&D sur les sources d’ions des laboratoires français.
Légende de l'illustration : La salle des sources de SARA à Grenoble en 1989, avec ses lignes d'injection vers le cyclotron. On aperçoit (à droite) une source ECR 14GHz de type 'FerroMafios', version améliorée des premières sources 'MiniMafios' qui fonctionnaient à 10 GHz.
© CNRS, LPSC Grenoble
1979
Mise en fonctionnement du collisionneur PETRA
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Mise en fonctionnement à DESY (Hambourg) du collisionneur e+e- PETRA avec l'énergie la plus haute au monde. L'énergie maximale des collisions est de 39 GeV jusqu’en 1982, puis est portée progressivement jusqu’à 47 GeV. Quatre expériences simultanées recueillent des données: JADE, PLUTO, MARK J et TASSO. PLUTO sera rapidement remplacée par l'expérience CELLO, à laquelle l’IN2P3 va fortement contribuer à travers le LAL et le LPNHE (montrant l'intérêt renouvelé de l’institut pour les accélérateurs e+e-). L’IN2P3 a eu la responsabilité de la conception, la construction et la maintenance des chambres proportionnelles, des calorimètres bouchons et des détecteurs avant, ainsi que des électroniques associées. Après 1986 PETRA sera utilisé comme pré-injecteur pour la machine HERA.
Légende de l'illustration : Le détecteur TASSO auprès de la machine PETRA à DESY (Hambourg).
1980
1980
Mise en service de l’expérience CELLO (détecteur du LAL Orsay installé à DESY sur PETRA)
+
Détecteur
Physique
des particules
À travers le LAL et le LPNHE, l’IN2P3 a pour l'expérience CELLO (qui participera à la mise en évidence du gluon) la responsabilité de la conception, la construction et la maintenance des chambres proportionnelles, des calorimètres bouchons et des détecteurs avant, ainsi que des électroniques associées. Comme pour MARK-II auparavant, CELLO (ainsi que TASSO) utilise des calorimètres à argon liquide, une technologie que l'institut fera évoluer vers des projets de plus en plus importants, avec notamment actuellement l'expérience ATLAS au LHC.
Légende de l'illustration : Calorimètre à verre au plomb pour le détecteur CELLO à DESY, en Allemagne.
Détecteur Cello
Détecteur Cello: Calorimètre à verre au plomb pour le détecteur CELLO à DESY, en Allemagne. Années 70
© Photothèque IN2P3/CNRS - LPNHE
1980
La révolution du RFQ
+
Accélérateurs
A la fin des années 70, à l’IPN Orsay, Joël Arianer et André Cabrespine mettaient également au point un autre type de source innovante, CRYEBIS, permettant d’ioniser complètement des éléments tels que l’Argon. Cette source pulsée, utilisant un faisceau d’électrons très intense pour ioniser les ions ainsi qu’un solénoïde supraconducteur pour les confiner, était une des premières sources supraconductrices au monde. Elle fut installée au LNS pour produire des faisceaux d’ions lourds à des énergies relativistes. Toutefois, les performances de SATURNE-II demeurant relativement modestes, il fut rapidement décidé d'en remplacer le linac injecteur, élément limitant tant en intensité que pour l’accélération des ions très lourds. Après des premières études en collaboration avec le laboratoire de Los Alamos, les équipes du LNS, sous l’impulsion de Michel Olivier, se lancent alors en 1980 dans la construction d'une cavité pré-accélératrice révolutionnaire (un RFQ) permettant de pré-accélérer les faisceaux issus de la source avec un rendement exceptionnel. Après seulement 4 ans de développements, le RFQ sera mis en service avec grand succès en 1984, atteignant 90% de transmission conformément aux prévisions. SATURNE-II sera ainsi la première machine dans le monde occidental à utiliser un RFQ comme injecteur, après ceux construits par les inventeurs du concept (les russes Kapchinsky et Teplyakov) au cours des années 70.
Légende de l'illustration : Le RFQ (Radio-Frequency Quadrupole) de Laboratoire National de SATURNE, un des premiers au monde. Le RFQ permet d’accepter les faisceaux d'ions très intenses et de très faible vitesse issus de la source, de les grouper et de les pré-accélérer avec des transmissions proches de 100%. Il permet également de simplifier grandement les plateformes haute-tension des sources d'ions. Aujourd'hui, des centaines d'accélérateurs RFQ fonctionnent à travers le monde. Le RFQ (Radio-Frequency Quadrupole) de Laboratoire National de SATURNE, un des premiers au monde. Le RFQ permet d’accepter les faisceaux d'ions très intenses et de très faible vitesse issus de la source, de les grouper et de les pré-accélérer avec des transmissions proches de 100%. Il permet également de simplifier grandement les plateformes haute-tension des sources d'ions. Aujourd'hui, des centaines d'accélérateurs RFQ fonctionnent à travers le monde.
© CEA/CNRS
1980
Les techniques nucléaires pour la géophysique
+
Interdisciplinaire
L'utilisation des techniques nucléaires en géophysique se développe à Lyon et à Grenoble. L'objectif est notamment de prédire les séismes et les éruptions, par la mesure de concentration de radon au sol. Le « Kloudon » est identifié en Chine, il s'agit d'un raz de marée de radon de quelques heures précurseur d'un séisme. L'utilisation de la thermoluminescence permet de dater des phases d’évolution pétrologiques de structures géologiques (ex. la chaîne des Puys). On étudie également des carottes d’un lac sédimentaire, et des échantillons de gaz et de laves de l’Etna.
Légende de l'illustration : Datation par thermoluminescence du volcan le Sarcoui (chaîne des Puys en Auvergne). Les cendres brûlantes (en gris sur la photo) ont cuit un sol (en rouge) dont on va extraire des grains de quartz en vue de leur datation par thermoluminescence. Deux membres de l'équipe du LPC mesurent la radioactivité du sol avec un spectromètre gamma de terrain.
Crédit : J. Fain, LPC, CNRS Images.
1981
1981
Début du programme de conception/construction du LEP
+
Accélérateurs
Institutionnel
Physique
Hadronique
Physique
des particules
À la fin des années 70, la stratégie européenne pour la physique des particules recommande la construction au CERN d'un collisionneur électron-positron de grande taille, afin d'étudier avec précision la physique de l'interaction électrofaible tout juste unifiée pendant la décennie. Il s'agira du LEP, pour "Large Electron Positron collider". Le projet ne manque pas d'ambition, puisqu'il s'agit d'un accélérateur circulaire de 27km de circonférence, recquiérant le percement d'un tunnel à une centaine de mètres sous les sols suisse et français. Le 13 septembre 1983, les présidents français et suisse, François Mitterrand et Pierre Aubert, posent la première pierre de l'installation. En parallèle, se préparait la structuration de la participation IN2P3 aux expériences, puis l'important travail de leur conception et construction. Les laboratoires de l'institut prirent des participations importantes à trois des quatre expériences: ALEPH, DELPHI et L3 (la quatrième étant OPAL).
Légende de l'illustration : En novembre 1989, le Président de la Conféderation Suisse, Jean-Pascal Delamuraz, le Président de la République Française, Francois Mitterand et le Maire d'Echenevex, en visite dans l'experience ALEPH lors de l'inauguration du LEP.
© CERN
1981
Mise en service du détecteur DM2 au LAL
+
Détecteur
Physique
des particules
DM2, énorme détecteur maison du LAL avec gros solénoïde de 2m de diamètre et 3m de long + 2 anti solénoïdes de compensation. Une chambre à vide de 15cm. 2 chambre proportionnelles cylindriques . Une grande chambre à dérive.Une couche de 36 détecteur Cerenkov à eau. Une couche de 36 compteurs à scintillation. A l'extérieur de la bobine de champ on trouve un détecteur de photons et un identificateur de muons. Le détecteur de photons comporte un empilement de compteurs à scintillation, de couches de plomb et de couches de tubes à fils proportionnels. Deux détecteurs à bouchon complètent l'angle solide du détecteur. L'acquisition des données est assurée par un calculateuret des périphériques d'acquisition. Avec visualisation des événements en salle de contrôle.DM2 va bcp servir à faire de la stat sur le J/psi
1981
Au CERN, l’accélérateur de particule SPS est transformé en collisionneur protons/antiprotons
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Le 4 avril 1981, les Intersecting Storage Rings (ISR) réalisent les premières collisions proton-antiproton au monde. Les ISR sont entrés en service en 1971 et ont fonctionné jusqu'en 1984, détenant le record de luminosité des collisionneurs de hadrons jusqu'en 2004.
Légende de l'illustration : Tunnel des ISR.
© CERN
1981
Le gluon est débusqué dans des topologies à 3 jets dites « Mercedes »
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Les expériences auprès de PETRA à DESY, dont CELLO avec une participation importante de l'IN2P3, observent dans les collisions électron-positon des événements à 3 jets: deux sont dûs à l'hadronisation de deux quarks comme observé initialement auprès de MARK-II à SLAC en 1975, le troisième jet ne peut être expliqué que par la présence du gluon, le boson médiateur de l'interaction forte, qui comme les quarks ne saurait être libre et s'habille avec des quarks virtuels pour former une gerbe de particules bien réelles.
Légende de l'illustration : Événement à trois jets de particules (topologie quasiment à 3 angles de 120 degrés, dite "Mercedes"), enregistré par l'expérience TASSO auprès de PETRA, et mettant en évidence le jet induit par la présence du gluon (particules en jaune).
1982
1982
Création du Laboratoire Souterrain de Modane (LSM)
+
Institutionnel
Création du laboratoire souterrain de Modane, situé dans le tunnel de Fréjus, laboratoire le plus profond d'Europe. Sur 400 m2, le LSM accueille depuis 40 ans des expériences de physique recherchant des événements très rares, telle la mesure de désintégration du proton, la recherche de matière noire, ou la physique du neutrino. 
1982
Début de l’expérience MUNU en partenariat avec EDF, auprès du réacteur Bugey
+
Neutrinos
Cette expérience vise à mesurer le moment magnétique des neutrinos et sa limite en étudiant la diffusion neutrino?électron à basse énergie auprès d’un réacteur nucléaire. MUNU durera jusqu'en 1984.
Légende de l'illustration :
Installation du détecteur de neutrons au Bugey pour étudier l'oscillation des neutrinos
1982
Découverte de la production de jets de particules énergiques à grand angle dans les collision proton-antiproton au SP pUA2 au CERN
+
Physique
des particules
L'expérience UA2 auprès du SPS du CERN observe pour la première fois la production de jets de particules énergétiques à grand angle dans les collisions proton-antiproton. C’est après les premières indications aux ISR par la collaboration CERN-Saclay-Zurich conduite par Michel Banner (Saclay), la confirmation que des collisions dures ont lieu entre des sous-structures ponctuelles du proton et de l’antiproton (les quarks et les gluons). Les équipes d'Orsay et de Saclay ont été parmi les fondatrices de la collaboration UA2, dirigée par Pierre Darriulat.
1983
1983
Construction d’un nouveau calorimètre électromagnétique
+
Détecteur
Physique
Hadronique
Physique
des particules
En vue d'exploiter les collisions qu'offrira le futur grand collisionneur e+e- du CERN, le LEP, des laboratoires de l'IN2P3 (Annecy, Clermont, Marseille, Orsay, Palaiseau) rejoignent la collaboration ALEPH emmenée par le prix Nobel américain Jack Steinberger. L'IN2P3 fabrique de 1983 à 1988 le calorimètre électromagnétique central de 120 tonnes.
Légende de l'illustration : Jacques Lefrançois (LAL), Jack Steinberger, Lorenzo Foa et Pierre Lazeyras devant le détecteur ALEPH.
1983
Le second anneau de SATURNE
+
Accélérateurs
En parallèle, la construction d’un nouveau petit synchrotron injecteur, MIMAS, démarrait au LNS sous la direction de Jean-Louis Laclare afin de remplacer complètement le linac. Destiné à accumuler le faisceau issu des sources et du RFQ et de l’accélérer avant son injection dans SATURNE-II, ce « booster synchrotron» avait des caractéristiques hors normes : accumulation en limite de charge d’espace, vide de 2.10-9 Pa pour les ions lourds (étuvage in situ de toute la machine à 300°C pendant une semaine), facteur 2.6 de variation en fréquence pour les cavités accélératrices, transfert par kickers « sans palier » vers SATURNE-II, correction des résonances de dépolarisation… Le projet est approuvé en 1983 et MIMAS produira son premier faisceau pour la physique en octobre 1987 (des deutons polarisés). Ce nouvel injecteur permettra d’augmenter d’un bon facteur 10 l’intensité fournie par l’installation en particules polarisées et en ions lourds de masse A<40, tout en donnant accès aux ions très lourds jusqu'à la masse A=80. Ces performances firent du LNS une des meilleures installations au monde dans le domaine, et ce jusqu’à sa fermeture en 1997.
Légende de l'illustration : Schéma du Laboratoire National de SATURNE. Au centre du synchrotron principal se trouve l'anneau injecteur MIMAS. Ce 'synchrotron booster', pourtant de très haute complexité au niveau physique et technologie des accélérateurs, a fonctionné au-delà des performances nominales avec une excellente fiabilité. Il a constitué une grande fierté pour les équipes qui l’avaient conçu et l'ont fait fonctionner jusqu'à la fermeture du LNS en 1997.
© CEA/CNRS
1983
Découverte de l’effet EMC au CERN
+
Physique
Hadronique
Physique
des particules
La collaboration EMC (European Muon Collaboration, CERN) découvre un effet surprenant qui prendra le nom d'effet EMC, dans la diffusion d'un muon de haute énergie sur les noyaux de différentes cibles (deutérieum, fer): les résultats ne sont pas identiques entre un noyau atomique et un nombre similaire de protons et neutrons, et plus le noyau est dense plus l'effet est prononcé. L'énergie de liaison des protons et neutrons dans le noyau, qui est pourtant faible comparée à l'énergie mise en jeu dans le processus, n'est donc pas du tout négligeable. EMC était une collaboration de 13 laboratoires dont le LAPP Annecy et le laboratoire en cours de création à Marseille par Jean-Jacques Aubert.
Légende de l'illustration : Un tracé des données EMC telles qu'elles sont apparues dans le numéro de novembre 1982 du CERN Courier. Cette image a failli faire empêcher la publication à comité de lecture, de nombreuses fois citée (Aubert et al. 1983), car l'éditeur a fait valoir que les données avaient déjà été publiées.
© CERN
1983
Découvertes des bosons W et Z
+
Physique
des particules
Découverte des bosons chargé W (en janvier) et neutre Z (en mai) auprès du collisionneur proton-antiproton Sp(pbar)S du CERN, les vecteurs (avec le photon) de l'interaction électrofaible, par les équipes UA1 et UA2. Cette découverte marque un grand succès de la physique des particules et permet d'entériner définitivement l'unification des forces faible et électromagnétique dans le modèle de Glashow, Salam et Weinberg, après la découverte des courants neutres (échanges de Z) par Gargamelle.  Les expériences UA, conduites respectivement par Carlo Rubbia et Pierre Darriulat, seront un modèle pour les grandes expériences à venir. Cette découverte sera recompensée par le prix Nobel de physique en 1984, attributé à Simon Van Der Meer et Carlo Rubbia pour leurs contributions décisives au projet expérimental: le premier a inventé le refroidissement stochastique essentiel à l'obtention du faisceau d'antiprotons, et le second est à l'origine du projet Sp(pbar)S.
Légende de l'illustration : Annonce de la découverte de la particule Z0 lors d'une conférence de presse au CERN. À gauche Carlo Rubbia (porte-parole de l'expérience UA1) et à droite Herwig Schopper (directeur général du CERN).
© CERN
1983
Inauguration Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL)
+
Physique
Nucléaire
L’étude des collisions d’ions lourds va fasciner les chercheurs et les chercheuses. La première expérience du GANIL porte sur la caractérisation de la fragmentation du projectile. C’est ce mécanisme qui sera utilisé pendant les décennies à venir pour la production de noyaux exotiques !
Légende de l'illustration : Maurice Gouttefangeas : Chef de Projet, Claude Detraz : Directeur, Jean-Pierre Chevènement : ministre Recherche et Industrie
1984
1984
Création du Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
+
Institutionnel
Création autour des équipes rassemblées par Jean-Jacques Aubert à Marseille (CPT) d'une unité de recherche associée, le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM). Il deviendra une UMR en 1992, dans le cadre du Contrat Interministériel d'Aménagement du Territoire.
1984
Les éléments traces dans le corps et leur lien avec la santé
+
Interdisciplinaire
Au milieu des années 80, le CENBG se lance dans l'étude des liens possibles entre éléments traces (détectés par la méthode PIXE) et pathologies humaines : le chrome et les maladies cardiovasculaires (le dosage du chrome permet de repérer les patients qui présentent des sténoses des artères coronaires), le vanadium et les états dépressifs (le vanadium sérique est plus élevé lors d'un état dépressif) et le sélénium et son impact sur les défenses immunitaires. Dans la décennie suivante, le LPC se lance dans les études d'absorption de l'arsenic et du molybdène dans l'organisme dans la cadre de la médecine thermale
Légende de l'illustration : Le LPC Clermont développe une méthode d'activation neutronique permettant d'analyser l'absorption dans le sang de l'arsenic présent en concentration élevée dans les eaux thermales de la Bourboule. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 113, 469-476 (1987).
1984
 Le noyau s’organise pour résister aux moments angulaires les plus élevés 
+
Physique
Nucléaire
Au CRN de Strasbourg, le tandem accélère des ions lourds pour former des noyaux composés à très haut moment angulaire. La vitesse de rotation extrême qui peut être induite dans les réactions de fusion est un défi pour la théorie nucléaire. Les noyaux, caractérisés par leurs propriétés d’un système quantique à N corps, s’arrangent de ces conditions extrêmes en prenant des formes de plus en plus originales et résistent aux moments angulaires les plus élevés… Sondés au "Château de cristal" les rayonnements gamma signent des états de coexistence de formes dans les noyaux proches du Pb. La vitesse de rotation induite dans les collisions modifie les orbitales des nucléons au sein du noyau… qui se déforment de façon spectaculaire ! De plus, l’alignement du spin des nucléons sur le moment angulaire collectif du noyau brise le comportement superfluide des nucléons si caractéristique du noyau dans son état fondamental.  
Légende de l'illustration : Château de cristal, premier détecteur national de physique nucléaire, construit par 6 laboratoires de l'IN2P3. Il est composé de 38 compteurs BaF2 développés à Strasbourg et 12 Ge avec système ant-Compton, équipé du détecteur 4Pi de particules chargées légères conçu à Bordeaux. Les détecteurs BaF2 de gros volume développés à Strasbourg ont une résolution en énergie identique à celle des scintillateurs NaI, avec une meilleure efficacité et une réponse en temps 5 fois plus rapide. Ceci permet la discrimination neutron-gamma lors des réactions nucléaires.
Le Chateau de Cristal
Le Chateau de Cristal: Château de cristal, composé de 38 compteurs BaF2 développés à Strasbourg et 12 Ge avec système ant-Compton, équipé du détecteur 4Pi de particules chargées légères conçu par Bordeaux. Les détecteurs BaF2 de gros volume développés à Strasbourg ont une résolution en énergie identique à celle des scintillateurs NaI, avec une meilleure efficacité et une réponse en temps 5 fois plus rapide. Ceci permet la discrimination neutron-gamma lors des réactions nucléaires.
© Charles Munch - CNRS / Photothèque IN2P3
1984
Un spectromètre d’avant-garde au GANIL : LISE
+
Physique
Nucléaire
Le premier spectromètre pour la production et la sépartion d'isotopes radioactifs en vol et cinématique inverse est conçu  au GANIL. Son principe sera repris ultérieurement dans les grands centres de physique nucléaires du monde entier (GSI, MSU, RIKEN). Très vite, des résultats spectaculaires sur les noyaux exotiques placeront le GANIL parmi les plus grands laboratoires du monde.
Légende de l'illustration : Long de près de 44 m dans sa configuration finale, le spectromètre LISE(3) mis en service au GANIL en 1984 a servi de modèle à nombre de séparateur d’ions radioactifs produits par fragmentation de projectiles.  M. Langevin et al., Phys. Lett. B 150 (1985) 71
1985
1985
Tout pour la lumière…!
+
Accélérateurs
Physique
des particules
L’année 1985 signe la fin d’une époque pour les laboratoires d’Orsay, qui perdent leurs grands accélérateurs… L’IPN ferme ALICE et perd aussi, quelques années plus tard, son synchro-cyclotron, tous deux dépassés par les machines des laboratoires nationaux GANIL et SATURNE. La même année 1985, le LAL abandonne ses machines de physique des particules et les transfère au LURE, créé en 1976. Sous l'impulsion de Yves Farge et Yves Petroff, et grâce aux équipes des physiciens accélérateur du LAL, menées par Pierre Marin et Michel Sommer, le LURE était rapidement devenu un laboratoire pionnier dans le domaine des sources de lumière, avec la réalisation d’un certain nombre de premières mondiales. Sur l’anneau ACO par exemple, la mise en œuvre du premier "onduleur" en 1978 avait mené à l’invention du Laser à Electrons Libres (LEL), dispositif capable de produire un rayonnement électromagnétique très puissant et cohérent à partir de faisceaux d’électrons relativistes passant dans des champs magnétiques intenses et alternés. L’anneau DCI, de son côté, possédait le record du monde pour la durée de vie du faisceau : injecté une fois par semaine, le lundi, il était utilisable, jour et nuit, jusqu'au samedi matin. La raison de ce record n'est pas banale : un jour, Pierre Marin se mit en tête de produire le rayonnement synchrotron avec des positons; idée saugrenue a priori... mais qui permit de muliplier par 10 la durée de vie du faisceau, les courants de positons interagissant moins que les électrons avec les gaz résiduels de l'anneau! A partir de ces premiers résultats et grâce aux travaux des spécialistes des anneaux de stockage du LAL qui montrèrent qu'il était possible de réduire de façon très significative l’émittance des faisceaux et, corrélativement, d'augmenter d'autant la brillance de la lumière émise, les équipes du LURE purent alors ouvrir la voie vers les anneaux de lumière ‘de troisième génération’, optimisés pour la production de rayonnement synchrotron. La stratégie française se dessina rapidement autour de deux projets : d'une part, une source dans le domaine des rayons X ‘mous’ qui devait remplacer ACO - le projet Super-ACO à Orsay - et d’autre part, une machine ambitieuse dans le domaine des rayons X plus énergétiques, dont le coût excédait les moyens nationaux et qu'il fallait donc envisager au niveau européen, l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) à Grenoble. Basé sur un synchrotron à électrons de 6 GeV, le projet démarre officiellement sa construction en 1988, sous la direction magistrale de Jean-Louis Laclare, déjà concepteur de SATURNE-II et futur concepteur de SOLEIL. L'ESRF sera inauguré en 1994. En Décembre 2003, à Orsay, le LURE cessera définitivement l'exploitation de ses deux synchrotrons et de son linac (dont le démantèlement prendra une dizaine d'années) et fermera ses portes. Les équipes du LURE rejoindront alors le tout récent synchrotron SOLEIL, dont la construction est décidée en 2000 à Saclay (et non sur le site du GANIL comme initialement prévu!). SOLEIL sera inauguré en 2006.
Légende de l'illustration : Le DCI (Dispositif de Collision dans l'Igloo), double anneau synchrotron de 1.85 GeV alimenté par le l'accélérateur linéaire du LAL. Il est mis en service en 1976, puis transféré au Laboratoire d’Utilisation du Rayonnement Électromagnétique en 1985 pour être définitivement utilisé en source de lumière. Il y sera utilisé jusqu'à la fermeture du LURE en 2003.
© CNRS, IJCLab Orsay
1986
1986
L’expérience E816 à Brookhaven
+
Neutrinos
Physique
des particules
En 1986 l'expérience E816 entame une nouvelle prise de données auprès de l'AGS à Brookhaven (USA), après avoir fonctionné sous le nom de PS191 au CERN. Cette expérience recherche les oscillations du neutrino muonique vers le neutrino électronique. Le LPNHE représente la moitié de l'effectif de cette collaboration regroupant également Brookhaven National Lab, l'université de Boston et le CERN.
1986
Jouvence de l’expérience UA2 auprès du collisionneur SppS.
+
Détecteur
Physique
des particules
En parallèle à la mise à jour de la machine SppS qui décuplera la luminosité et donc la quantité de collisions pertinentes, les détecteurs UA et notamment UA2 reçoivent des améliorations pour poursuivre la prise de données. Les deux expériences vont en particulier rechercher le quark top, en vain malgré une annonce malencontreuse par Rubbia pour UA1 en 1984. Par contre les premières mesures de précision de la masse du W y seront effectuées en 1991.
1986
Un injecteur IN2P3 pour le LEP
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
En 1981 au CERN, un nouveau pas de complexité et de coût avait été franchi avec l’élaboration du projet LEP, anneau de collision électron-positon d'une énergie de 100 GeV dans le centre de masse. Du fait de ses dimensions extravagantes (avec sa circonférence de 27 km, le LEP reste avec son cousin et successeur le LHC le plus grand accélérateur jamais construit), ce projet va imposer la mise en place de nouvelles méthodes de travail collaboratives à l'échelle internationale. Le LAL, qui avait une bonne expertise dans le domaine contrairement au CERN (puisqu'il n'y avait pas eu d'accélérateur d'électrons-positons au CERN auparavant), prit ainsi en charge en 1982 la construction de l’injecteur, le LIL. Composée de 2 linacs d'électrons en cascade avec une cible de tungstène placée entre les deux pour la production des positons, cette réalisation d'environ 100 m de longueur est livrée clef en main en 1985 et testée dès 1986, mobilisant une trentaine de personnes au LAL pendant 5 ans sous la direction de François Dupont. En 1988, le tunnel du LEP sera finalisé puis les 5176 aimants et 128 cavités d'accélération installés. Le premier faisceau circulera dans le collisionneur le 14 juillet 1989. Après la fermeture du LEP en 2000 (alors qu'il avait atteint 209 GeV suite à sa rénovation), le LIL sera utilisé jusqu'en 2016 pour la R&D sur la technologie 12 GHz du Collisionneur LInéaire Compact (CLIC) dans l’installation CTF3.
Légende de l'illustration : Vue de LIL W, la deuxième partie du Linac Injecteur du LEP. On peut voir, de droite à gauche (dans le sens du faisceau): un dipôle; le bras à 45° du scanner à fil qui mesure la taille du faisceau d’électrons de 200 MeV; la cible de conversion où les positrons sont produits ; le gros solénoïde permettant de refocaliser les positrons émergents ; et enfin les sections accélératrices en bande S (fonctionnant à 3 GHZ) menant le faisceau jusqu'à environ 500 MeV. Le LIL est aujourd'hui toujours utilisé sur l’installation CLEAR du CERN. Une partie de ses éléments a également été ré-utilisée pour doter en 2006 la plateforme ALTO à Orsay d'un linac à électrons de 50 MeV dédié à la production de noyaux radioactifs riches en neutrons produits par le procédé de photo-fission. ©CERN
1986
Essor de l’imagerie médicale
+
Interdisciplinaire
Deux laboratoires se lancent dans la production de radio émetteurs gamma, l'IPNL (auprès du synchro-cyclotron) et l'ISN (auprès du cyclotron), pour des applications en médecine nucléaire : le diagnostic en cardiologie (par ex. via l'utilisation d'acide gras marqué au carbone 11 pour étudier le métabolisme du coeur, et des solutions de krypton 81m pour étudier l'éjection du sang par les ventricules), en pneumologie (étude de la ventilation via le krypton 81m) et en neurologie (optimisation de médicaments par marquage à l'oxygène 15, ou encore mise au point d’un casque multisonde pour suivre l’activité cérébrale via la variation du flux sanguin mesuré par le passage d’oxygène 18).
Légende de l'illustration :  Etude à l'aide d'un détecteur gamma de la dégradation d'acides gras marqués au carbone 11 dans les cellules myocardiques d'un coeur de rat (au centre de l'image). Extrait du rapport d'activité de l'IN2P3 1986-1987.
1986
Les agrégats accélérés
+
Interdisciplinaire
A Lyon, en 1986, un programme d'étude des interactions des agrégats d’hydrogène Hn+ avec des feuilles minces se met en place : étude de l'explosion coulombienne, du ralentissement, des distributions de charges, de l'émission d’électrons secondaires... On atteint 100 keV/atome dès 1992. Ces nouveaux projectiles sont en vogue, ils vont faire des émules, notamment lors de la décennie suivante à Orsay (Aun+, Hn+). 
Légende de l'illustration : Article de journal et lettre d'information du CNRS qui annoncent une première mondiale à l'IPN : le développement en 1992 en collaboration avec l'Allemagne (Francfort, Karlsruhe) d'un post-accélérateur permettant d'accélérer des agrégats d'hydrogène jusqu'à 0.1 MeV/proton, pour des agrégats pouvant comporter jusqu'à 49 protons.
Crédit : M. Farizon, IP2I.
1986
Aux confins de l’existence de la matière
+
Physique
Nucléaire
Grace au spectromètre LISE installé au GANIL, le plus lourd isotope lié du carbone (22C) est observé pour la première fois. L'absence de certains isotopes exotiques qui comportent un nombre impair de neutrons révèle l'influence de l'interaction d'appariement entre les nucléons sur la liaison du noyau.
Légende de l'illustration : Matrice d'identification des fragments produits par la fragmentation du faisceau de Ar, au plan image du spectromètre LISE. F. Pougheon et al., Europhys. Lett., 2 (7), pp. 505-509 (1986).
1987
1987
Kamiokande détecte pour la première fois des neutrinos émis par une supernova
+
Astroparticules
Neutrinos
L'expérience précurseur Kamiokande met en évidence la première détection de neutrinos provenant de l'explosion d'une étoile (la supernova SN 1987A, dans le Grand Nuage de Magellan). C'est la première fois que l'émission de neutrinos par une supernova est observée directement. Libérés en premier par l'explosion, ils ont atteint les détecteurs quelques heures avant les photons émis par l'étoile. L'IN2P3 n'était pas impliqué dans cette détection, mais elle marque fortement le début d'une recherche scientifique active autour des neutrinos.
Légende de l'illustration : Le rémanent de la supernova SN 1987A dans le Grand Nuage de Magellan, observé le 31 janvier 2010 par l'instrument STIS du télescope spatial Hubble. Les deux points brillants sont des étoiles d'avant-plan.
© NASA, ESA, K. France (University of Colordo, Boulder), and P. Challis and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).
1987
Les micrométéorites
+
Interdisciplinaire
En collaboration avec une équipe danoise, le CSNSM initie un programme de collecte de poussières interplanétaires (micrométéorites) au Groenland. Grâce au soutien de l’Institut Polaire Français, des collectes sont initiées en Terre Adélie puis dans les régions centrales du continent Antarctique. Le programme de collecte et de recherche sur les micrométéorites se poursuivra pendant plus de 30 ans, aboutissant à une collection de poussières interplanétaires unique au monde. En 1987, de grosses micrométéorites sont découvertes en Antarctique et en Terre Adélie. La même année, il est démontré que les micrométéorites du Groenland contiennent encore 25% de grains non fondus et sont probablement d'origine cométaire. En parallèle, les premières mesures de gaz rares sont réalisées au CENBG près de Bordeaux dans des échantillons de matière extraterrestre.
Légende de l'illustration : Vue aérienne d'un lac bleu au Groenland, à 1500 m d'altitude. On y observe des dépôts spectaculaires de poussières noires cosmiques, constituées de micrométéorites ayant subi une très faible ablation de l'atmosphère, contrairement à toutes les prévisions antérieures. Extrait du rapport d'activité de l'IN2P3 1986-1987.
1987
Le thermomètre nucléaire
+
Physique
Nucléaire
Au GANIL, les collisions d’ions lourds révèlent les phénomènes de friction et de dissipation de l’énergie : les noyaux se chauffent, se déforment, se dilatent, se recomposent… Et montrent la nature de la matière nucléaire… Des campagnes d’expériences avec des systèmes de détection de plus en plus complets se forment pour tenter d’enregistrer l’ensemble des observables issues de ces réactions. En 1987, le détecteur ORION, va valider le concept de calorimétrie neutron : plus un noyau est chaud, plus il en émet. L’interaction forte au sein du noyau révèle toute sa dimension : le noyau reste un ensemble de nucléons liés jusqu’ à des températures de plusieurs dizaines de milliards de degrés !
Légende de l'illustration : Daniel Guerreau devant le détecteur ORION.
1988
1988
Themis : la France pionnière dans l’astronomie gamma
+
Astroparticules
C'est à la centrale solaire Themis, dans les Pyrénées-Orientales, que tout commence pour la recherche en astroparticules à l'IN2P3, mais aussi pour la France qui devient pionnière de l'astronomie gamma. L’expérience THEMISTOCLE débute en 1988 et lance une phase importante de recherche sur les rayons gamma. Le télescope Tcherenkov observe des rayons gamma avec une énergie au-delà de 2 TeV. Themistocle est suivi par les importants programmes CAT, de 1996 à 2000, puis CELESTE, de 1997 à 2004.
Légende de l'illustration : Vue aérienne de la centrale solaire Themis dans les Pyrénées.
© Jeroen Komen, CC BY-SA 2.0.
1988
AGOR, un cyclotron supraconducteur à Orsay
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Alors que le GANIL optait pour une conception relativement conservatrice de ses cyclotrons - stratégie payante puisque donnant lieu à des faisceaux très fiables avec un grand potentiel en intensité - d’autres laboratoires comme MSU choisissaient d’explorer la voie plus innovante des cyclotrons supraconducteurs, qui permettait de réduire drastiquement l’empreinte au sol de la machine ainsi que la consommation électrique des aimants. C’est en 1987 que l’IPN d’Orsay entreprend ainsi, sous l’initiative de Sydney Galès, la construction du premier cyclotron supraconducteur Européen, AGOR, destiné à être installé à l’institut KVI de Groningen. De petite taille (4.4 m de diamètre, 3.6 m de hauteur) et peu gourmand en énergie (1 MW installé), il sera à cette époque le seul de ce type au monde capable de fournir toute la gamme des faisceaux d’ions (de l'hydrogène à l'uranium) dans une très large gamme d'énergie (200 MeV pour les protons, 6 MeV/nucléon pour les ions lourds) grâce à un champ magnétique intense et variable de 1.7 à 4 Teslas créé par des bobines supraconductrices en Nb-Ti refroidies à 4K. AGOR fournira son premier faisceau à Orsay en 1994 avec grand succès. Il sera ensuite déménagé et remis en route en 1995 au KVI, où il fonctionne toujours.
Légende de l'illustration : Cryostat et bobines supraconductrices du cyclotron K600 AGOR (Accélérateur Groningue-ORsay) dans sa phase de montage en 1990 à l'IPN. Grâce aux champs magnétiques très intenses que les aimants supraconducteurs permettent de fournir, la trajectoire des faisceaux peut être contenue dans un espace beaucoup plus restreint que dans les machines à aimants conventionnels.
© CNRS, IJCLab Orsay.
1988
Résultats obtenus sur l’étude de la stabilité du nucléon.
+
Physique
des particules
Résultats obtenus sur l’étude de la stabilité du nucléon. Une campagne d’observation sur plusieurs années conduite au Laboratoire souterrain de Modane a montré que selon le mode de désintégration – hypothétique – considéré, la durée de vie du proton (ainsi que celle du neutron lié au noyau) était supérieure à 1031- 1032années. Ces limites inférieures conduisent à rejeter les modèles d’unification des forces les plus simples et indiquent peut-être – de façon indirecte – l’existence de particules appartenant à une (ou des) famille(s) entièrement nouvelle(s) telles que des particules « supersymétriques ».  
Légende de l'illustration : Expérience Mesure du temps de vie du proton "DVP" dans le laboratoire souterrain de Modane. Le détecteur contient 900 tonnes de fer.
© IN2P3/CNRS photothèque
1988
Observation de la suppression du méson J/psi au CERN
+
Physique
Hadronique
La collaboration NA38 au CERN présente des résultats compatibles avec l'observation de la suppression du méson J/psi dans les collisions d'ions lourds O-U, O-Cu et S-U. Cette suppression est l'un des signaux caractéristiques attendus pour établir l'existence du plasma de quarks et de gluons, un état de la matière dans lequel ces derniers seraient libres/déconfinés. La collaboration NA38 compte une cinquantaine de membres, la majorité issus de laboratoires de l'IN2P3 (Annecy, Clermont-Ferrand, Polytechnique, Lyon, Orsay, Strasbourg) ainsi que des physiciens du CERN, de Lisbonne et de Valence.
1988
La microsonde nucléaire
+
Interdisciplinaire
Au CENBG, la mise en fonctionnement en 1988 de la microsonde nucléaire auprès de l'accélérateur Van de Graaff dote le laboratoire du meilleur instrument de ce type en France notamment pour l'étude des matériaux (faisceau de 15 microns de diamètre, surface balayée de 1 mm carré, et intensité 40 pA à 2 MeV). 
Légende de l'illustration : Vue de la microsonde nucléaire du CENBG installée sur l'accélérateur Van de Graaff. On aperçoit au premier plan la chambre d'analyse sous vide, précédée de quatre quadripôles magnétiques de focalisation du faisceau de protons, permettant d'atteindre une taille d'une dizaine de microns sur cible.
1988
Le multi-détecteur de particules chargées INDRA voit le jour.
+
Physique
Nucléaire
Ces découvertes amèneront la curiosité des chercheurs dans nombre d'expériences visant à caractériser la relaxation de cette énergie et l’étude de la multifragmentation du noyau… Mais un constat s’est fait jour : pour progresser sur les processus qui conditionnent l'énergie totale déposée dans les différents degrés de liberté du système (énergie thermique, de compression et de rotation), il faut se doter d’un outil de détection très performant. C'est le détecteur INDRA, de grande granularité, avec des seuils bas, une excellente résolution et une grande dynamique en énergie qui va permettre des approches beaucoup plus fines et précises.
Légende de l'illustration : Détecteur INDRA
1989
1989
Virgo : à la recherche des ondes gravitationnelles
+
Astroparticules
La proposition officielle de l’expérience VIRGO est signée par 41 chercheurs membres de quatre instituts italiens, quatre instituts français et un chercheur de l’université de l’Illinois à Urbana. La chasse aux ondes gravitationnelles est lancée. Cette collaboration d'ampleur internationale était plus que nécessaire : la détection directe d'ondes gravitationnelles permet de valider la théorie de la relativité générale. De plus, Virgo s'est vite adjoint au détecteur LIGO aux Etats-Unis pour des détections conjointes, plus précises, de ces phénomènes astrophysiques.
Légende de l'illustration : L'expérience VIRGO (à Cascina, en Italie) nécessite la construction d'un grand interféromètre ultrasensible pour observer directement le rayonnement gravitationnel. Il s'agit, à terme, de recueillir des informations directes sur les événements violents qui se produisent dans l'Univers (effondrements d'étoiles ou de trous noirs doubles, ainsi que les premiers instants de l'Univers). Ici, le banc d'entrée vu de haut, suspendu par trois fils fixés sur la marionnette.
© Catherine MICHAUT/EGO/CNRS Photothèque
1989
Démarrage du LEP au CERN
+
Accélérateurs
Physique
des particules
À l'été 1989, les premières collisions électron-positron autour de 90 GeV sont effectuées par le LEP, le nouvel accélérateur gigantesque du CERN et ses 27km de circonférence. Les quatre expériences ALEPH, DELPHI, L3 et OPAL observent rapidement les premiers bosons Z0 produits. À la fin de l'année, chacune d'entre elles avait enregistré plus de 30000 Z?. Au moment de l'inauguration officielle du LEP en novembre, l'un des résultats les plus importants apporté par cette nouvelle machine est déjà tombé, grâce à l'étude des désintégrations des bosons Z0: il n'existe que trois types de neutrinos légers, et donc trois familles de fermions. À partir de 1995, l'énergie de la machine est progressivement accrue par l'ajout de cavités accélératrices: 140 GeV en 1995, 161 GeV en juin 1996 ce qui permet de produire des paires de bosons W, puis jusqu'à 209 GeV en mai 2000, période durant laquelle chaque GeV compte dans l'espoir de trouver le boson de Higgs. Cette quête restera infructueuse au LEP, néammoins ses expériences ont eu une  moisson de résultats impressionnante, qu'il s'agisse des études de précision du secteur électrofaible, de l'étude des hadrons beaux (avec un quark b) ou de l'exploration pour la recherche d'une nouvelle physique. Environ 150 physiciens et physiciennes de l'IN2P3 ont participé à cette aventure, pour l'essentiel sur les expériences ALEPH (LAPP Annecy, LPC Clermont, CPPM Marseille, LAL Orsay, X Palaiseau) et DELPHI (ISN Grenoble, IPNL Lyon, CPPM Marseille, LAL Orsay, LPNHE Paris, CdF Paris, CRN Strasbourg), ainsi qu'à L3 (LAPP Annecy, IPNL Lyon).
Légende de l'illustration : Tunnel du LEP en 1991.
© CERN
1989
Naissance du Web au CERN
+
Calcul
et Données
Physique
des particules
Il y a 30 ans, au CERN, naissaient les bases du Web, une technologie de partage d’informations permettant de naviguer de contenu en contenu. En France, ce sont Wojciech Wojcik et Daniel Charnay, ingénieurs du CNRS travaillant au Centre de calcul de l’IN2P3 (CC-IN2P3) du CNRS, à Lyon, qui montèrent le premier serveur, et donc la première page web ( http://info.in2p3.fr/ qui était en fait l'annuaire de l'IN2P3). Le World Wide Webnaît véritablement en 1991, lorsque le premier site devient consultable hors du CERN. Le CNRS étant un partenaire historique du CERN, les ingénieurs du Centre de calcul de l’IN2P3 (CC-IN2P3, CNRS) travaillent déjà régulièrement avec Tim Berners-Lee et son équipe, en particulier sur le traitement des données des grandes expériences de physique des particules. En septembre 1992, Tim Berners-Lee présente pour la première fois son invention lors d’une conférence scientifique conjointement organisée par le CERN et le CNRS à Annecy. A la suite de cette conférence, Wojciech Wojcik, ingénieur en développement et assistance aux utilisateurs, revient au CC-IN2P3 avec la technologie en poche et installe le serveur info.in2p3.fr (sur le modèle de celui du CERN, info.cern.ch) sur une station NeXTcube3, le même ordinateur que celui utilisé par Berners-Lee. Le premier serveur Web français est né ! 
Légende de l'illustration : Le musée de l'informatique du CCIN2P3 a conservé la machine NeXT qui a servi de premier serveur Web français
© Patrick DUMAS/CEA/CNRS Photothèque
1989
NuPECC nait à l’initiative de Claude Détraz. 
+
Physique
Nucléaire
NuPECC est un comité d'experts internationaux dont les objectifs sont de développer une stratégie européenne pour les sciences nucléaires et de promouvoir la physique nucléaire et ses applications pour la société. Sa première feuille de route sort en 1991. Cet effort de coordination internationale sera bientôt repris par les communautés de physique des particules, accélérateurs et astroparticules.
Légende de l'illustration :
1989
Le code ANTOINE ou 100 000 processeurs dans un ordinateur
+
Calcul
et Données
Physique
Nucléaire
Le nouveau code ANTOINE permet d'augmenter de plusieurs ordres de grandeur la capacité de diagonalisation des matrices du modèle en couches, ouvrant de nombreux horizons à la description de la structure nucléaire. En particulier, la spectroscopie complète de la couche pf, la description des noyaux déformés et superdéformés, le calcul des éléments de matice de double-beta sans émission de neutrinos et la description des ilots d'inversion des noyaux riches en neutrons en seront les grands succès. Le code a évolué et suivi les avancées informatiques pour permettre de nos jours la diagonalisation de matrices géantes de plus de 10**14 termes non nuls sur une simple station de travail. Les calculs équivalents des codes "concurrents" nécessitent l'emploi de supercalculateurs de plus de 100 000 de processeurs. ANTOINE possède une version libre en ligne (http://www.iphc.cnrs.fr/nutheo/code_antoine/menu.html), est également très populaire auprès des expérimentateurs et a été téléchargé plus plusieurs centaines de fois ! L'article de présentation détaillée du code a dépassé les 1000 citations.
Légende de l'illustration : Pour décrire un noyau, les calculs du modèle en couche demandent une mémoire vive équivallente à un an de prise de données avec le LHC ! "Etienne Caurier, RMP 77, 427 (2005)"
1990
1990
Rechercher la matière noire grâce aux bolomètres
+
Astroparticules
En 1990, naît la collaboration Edelweiss. Edelweiss est l’une des expériences historiques, au niveau international, pour la recherche de la matière noire, à travers les WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) de masse supérieure a? 20 GeV/c2. Les différentes phases de l'expérience toujours en cours aujourd'hui utilisent une technologie innovante : les bolomètres ionisation-chaleur. Ces détecteurs ultrasensibles fonctionnent à une température proche du zéro absolu. Ils mesurent la variation de chaleur et l'émission d'électrons produits lors de l'expérience, en espérant saisir des indices de l'existence des WIMPs. La sensibilité des détecteurs, augmentée à mesure des trois phases de l'expérience, place Edelweiss dans le peloton de tête de la recherche internationale autour de la matière noire.
Légende de l'illustration :
Electrodes  FID800
Electrodes FID800 (18 février 2014): soudure au fil d'argent des électrodes de la voie ionisation d'un bolomètre FID800 de l'expérience Edelweiss 3
1990
Jeu des 3 familles
+
Neutrinos
Physique
des particules
Les mesures réalisées au LEP1 (CERN) à partir de l’étude de la désintégration du boson Z0 et de sa courbe de résonance montrent que seules 3 familles de neutrinos légers (et donc pour des raisons de structure 3 familles de fermions) existent dans la nature. Avant le démarrage du LEP, la théorie établissait un minimum de 3 familles de particules élémentaires, mais pas de limite haute. Ces résultats du LEP ont donc permis d’établir à partir de preuves scientifiques la validité du Modèle Standard.
Légende de l'illustration : L'étude de la duree de vie du boson Z0 permet de montrer qu'il n'existe que trois familles de neutrinos legers.
© CERN
1990
Place aux cavités supra !
+
Accélérateurs
Après des tentatives balbutiantes dans les années 70 à Stanford et Karlsruhe, la recherche sur les cavités accélératrices supraconductrices prenait son essor dans les années 80, profitant notamment des travaux menés au KEK, à Wuppertal, à DESY, à Argonne ou encore au CERN (en vue de l’amélioration du LEP) et à Cornell (pour la construction de CEBAF, futur Jefferson Lab). En France, le Groupe d’Études des Cavités Supraconductrices (GECS) était créé en 1986 par Roland Bergère (CEA Saclay) pour explorer cette nouvelle technologie prometteuse, qui permettait d'envisager l’accélération de faisceaux de très forts cycles utiles avec un rendement énergétique exceptionnel, tout en assurant de très hauts gradients accélérateurs. L’IPN Orsay, sous l’impulsion de Tomas Junquera, s’associa immédiatement à ce projet. Après d'excellents premiers résultats, et fort de la récente mise en service à Saclay d'un linac supra à ions lourds pour booster l’énergie du Tandem 9 MV du CEA, le GECS décida de construire, sur initiative de Bernard Aune en 1989, un prototype d'accélérateur supraconducteur d'électrons (MACSE) dans le tunnel de l'ALS à l'Orme des Merisiers. En décembre 1990, MACSE produit son premier faisceau continu d’électrons et début 1992, les cavités démontrent un champ accélérateur moyen supérieur à 12 MV/m. Cette même année, à CEBAF, référence en la matière, les cavités commencent à fonctionner avec un champ moyen de... seulement 5 MV/m!
Légende de l'illustration : Un des premiers prototypes de cavité penta-cellule développé par le GECS (CEA/IN2P3) en 1987. Cette cavité, fabriquée en niobium massif et équipée de coupleurs HOM, fonctionne à une fréquence RF de 1.5 GHz et est refroidie à 1.8K. Elle servira de base pour la construction du prototype MACSE (Module Accélérateur à Cavités Supraconductrices pour Electrons, composé de 5 cavités) dans le tunnel de l'ALS à Saclay.
© CEA/CNRS
1990
 Des imageurs haute performance pour la recherche biomédicale
+
Interdisciplinaire
Une dynamique se met en place dans les années 90 autour de l’imagerie, notamment avec des travaux autour des matériaux scintillants ou de l'acquisition de données. Une série de prototypes sont mis au point à partir de technologies développées dans le cadre des recherches menées à l'IN2P3.  Ainsi, en 1998 au CPPM à Marseille démarre un travail d'adaptation des détecteurs à pixels de la physique des particules à l'imagerie biomédicale sur le petit animal. Ces détecteurs travaillent à 1 image par millième de seconde et sont beaucoup plus rapide que les CCD. A l'IPNO, deux projets émergent à la fin des années 90 : THOR, un appareil d’imagerie par tomographie haute résolution pour l’observation du cortex cérébral de petits rongeurs in vivo, et POCI, un prototype de gamma-caméra haute résolution miniaturisée pour localiser les zones où les tumeurs sont encore présentes lors de l'ablation chirurgicale. 
Légende de l'illustration :  Localisation des ganglions sentinelles avec la sonde POCI (Per Operative Compact Imager), caméra miniature haute résolution comportant un dispositif détectant les rayons gamma et utilisable en bloc opératoire. Ce dispositif d'imagerie médicale permet de cibler des lésions tumorales préalablement marquées à l'aide d'un radioisotope. C'est une des nouvelles méthodes diagnostiques et thérapeutiques testées sur des patientes présentant un cancer du sein.
Crédit : H. Raguet, CNRS Images
1990
Rapprochement de la physique et de la biologie
+
Interdisciplinaire
Plusieurs initiatives de collaboration entre des physiciens et des biologistes se construisent dans les années 90. En 1989, la première ligne microfaisceau (on parle aussi de "microsonde") est mise en place au CENBG et des cellules en culture ont pu être cartographiées dès 1993 pour visualiser la pénétration de drogues anticancéreuses dans des cellules tumorales. En 1998, la bioinformatique est expérimentée au LPC en collaboration avec un laboratoire de biologie des protistes; les moyens de calcul de l'IN2P3 leur sont mis à disposition. La même année, le LAL participe à un projet européen d’imageur pour un séquenceur d’ADN automatisé et rapide. Egalement, à Bordeaux, la première acquisition tomographique tridimensionnelle d’une cellule cancéreuse humaine est réalisée sur la microsonde, à l'échelle micrométrique. Toujours au CENBG, quelques années plus tard, en 2004, une ligne d'irradiation sera construite pour étudier l'impact des faibles doses de rayonnement ionisant sur les cellules biologiques en culture, jusqu'à la limite utime d'un ion par cellule.
Légende de l'illustration : En 1998, pour la première fois au monde, la technique de tomographie protonique a été mise en œuvre au CENBG pour réaliser des images 3D de cellules humaines isolées. Ces cellules, issues de cultures, ont préalablement subi une préparation pour permettre l’analyse sous vide. L’imagerie 3D a été réalisée en balayant, point par point, toute la surface de la cellule à l’aide d’un faisceau de protons de 3,1 MeV, focalisé jusqu’à un diamètre de l’ordre de 1 micromètre. Des méthodes de traitement de données et de reconstruction d’images sont appliquées pour révéler la structure externe et interne des objets analysés, dont la taille peut aller de quelques micromètres à quelques centaines de micromètres, selon l’énergie et la résolution spatiale du faisceau. La composition 3D peut également être révélée, par analyse des éléments chimiques présents.
Crédit : C. Michelet, CENBG.
1990
Des noyaux exotiques… aux structures exotiques
+
Physique
Nucléaire
Le noyau à halo Li11, composé de 4 protons et de 8 neutrons, développe autour de son coeur lié de 9Li une sorte de nuage neutronique, composé des 2 neutrons supplémentaires. Ces neutrons, très faiblement liés, s'étendent considérablement et donne au 11Li certaines propriétés connues de noyau lourd comme le plomb avec 208 nucléons !!  L'étude au GANIL de la dissociation de ces deux derniers neutrons montre que ni les deux neutrons isolés, ni le corps Li10+1n ne sont liés: le noyau à halo forme un ensemble borroméen particulièrement élégant ! 
Légende de l'illustration : Illustration issue de la publication de R. Anne et. al. « Observation of forward neutrons from the break-up of the 11Li neutron halo », Physics Letters B Vol.250, Issues 1–2, 1 November 1990, Pages 19-23. https://doi.org/10.1016/0370-2693(90)91147-4
1991
1991
Premières données de l’expérience GALLEX
+
Astroparticules
Neutrinos
Premières données de l'expérience GALLEX (Gallium Experiment) de détection de neutrinos émis par le Soleil et effectué dans le laboratoire souterrain du Gran Sasso entre 1991 et 1997.
1991
Mise en service du multidétecteur franco-britannique de photons EUROGAM
+
Détecteur
EUROGAM permet d’étudier le spectre et le mode de désintégration des noyaux superdéformés. Les premières expériences sont programmées pour 1994.
1991
Invention du calorimètre en accordéon pour ATLAS
+
Détecteur
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Au début des années 1990 les propositions de détecteurs pour le LHC s'affinent et une proposition pour un calorimètre à argon liquide pour le futur détecteur ATLAS émerge avec plusieurs équipes françaises autour de Daniel Fournier (LAL). Une innovation de taille est la géométrie proposée en accordéon, complexe mais présentant de nombreux avantages pour la physique. La première moitié de la décennie est consacrée à la réalisation de prototypes, et l'amélioration du concept. En 1996, le Technical Design Report marque une étape importante vers la construction de ce calorimètre électromagnétique innovant, qui sera terminé en 2004. Les laboratoires de l'IN2P3 ont joué un rôle central dans la conception et la construction du tonneau central (LAL Orsay, LPNHE Paris, LAPP Annecy, avec également le CEA Saclay) et d'un bouchon avant (CPPM Marseille). Grâce à ses performances (résolutions en énergie et angulaire) dans les conditions difficiles du LHC, le calorimètre permettra la découverte du boson de Higgs dans son mode de désintégration en 2 photons, 22 ans après les premières idées ayant présidé à sa conception. 
Légende de l'illustration : Prototype du calorimètre électromagnétique du détecteur Atlas du LHC, exposé au LAPP
© Patrick DUMAS/CEA/CNRS Photothèque
1991
Adoption de la loi Bataille  relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs
+
Interdisciplinaire
En 1991, la loi Bataille relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs incite au démarrage d'études sur les radionucléides dans l’environnement et va initier durant les années 90 une série d'initiatives et de travaux de recherche au sein du CNRS. Notamment, le programme interdisciplinaire PACE (Programme pour l’Aval du Cycle Electronucléaire), puis PACEN (Programme pour l’Aval du Cycle et Energie Nucléaire) sont lancés. L'IN2P3 est mobilisé à travers les travaux de radiochimistes (à partir de 1998) sur la solubilité des radionucléides, sur leurs interactions avec les enveloppes de stockage et sur l'évolution à long terme (temps géologiques). Ils s’intéressent aussi à la chimie des éléments superlourds (Z >= 104), ainsi qu'aux études chimiques sur des temps ultra courts. En 1998, des services de surveillance des pollutions radioactives de l'environnement sont créés : SMART à Nantes et RAMSES à Strasbourg. Au LAL à Orsay, les physiciens travaillent sur la confection d'une céramique synthétique de stockage des déchets de haute activité inspirée de la composition des roches très anciennes abritant naturellement de l’uranium, le phosphate-diphosphate de thorium. Dans la même veine, à Strasbourg, le groupe de radiochimie étudie de 1996 à 2000 le réacteur naturel fossile de Bangombé à Oklo, un réacteur unique car il est situé en subsurface; il  a donc été étudié en tant qu'« analogue naturel » pour la mobilité à long terme de l'uranium et du thorium dans l'environnement. Les réacteurs nucléaires naturels d’Oklo auraient fonctionné il y a environ deux milliards d'années. 
Légende de l'illustration : Oklo, vestiges d'un réacteur naturel. Cette vue d'un pan de falaise sur le site des mines d'uranium d'Oklo au Gabon porte les traces du fonctionnement d'un réacteur fossile découvert dans les années 1970. Seize réacteurs « naturels » ont fonctionné à Oklo pendant plusieurs centaines de milliers d'années, il y a deux milliards d'années. Un concours de facteurs favorables, dont en particulier la teneur en uranium 235 fissile qui était beaucoup plus élevée que maintenant, contribuèrent à ce phénomène extraordinaire.
Crédit : CEA, laradioactivite.com
1991
La protonthérapie démarre
+
Interdisciplinaire
Les années 90 marquent les débuts de la protonthérapie en France avec l'ouverture à Nice et à Orsay de deux centres de traitement. Le premier patient est traité en juin 1991 à Nice (Centre Antoine Lacassagne - CAL) puis en septembre 1991 à Orsay (Centre de Protonthérapie d'Orsay - CPO). Le CAL dispose d'un accélérateur de protons de 65 MeV, il est spécialisé dans les traitements des cancers oculaires. Le CPO exploite un synchro-cyclotron de 201 MeV, mis à disposition par l’IPNO qui n'en avait plus l'usage. En 1999, le projet ETOILE d’hadronthérapie de Lyon est lancé, il sera le moteur du développement de la hadronthérapie en France. Le troisième centre de protonthérapie en France sera finalement inauguré à Caen en 2018.
Légende de l'illustration : Vue du synchro-cyclotron du Centre de Protonthérapie d’Orsay. Le centre a vu le jour en 1991, grâce à la reconversion du cyclotron SC200 de 201 MeV de l'IPN.
Crédit : CPO, R. Ferrand, Reflets de la Physique n°26.
1992
1992
Nouveau type de détecteurs au silicium
+
Détecteur
Physique
des particules
À la suite du démonstrateur technologique réalisé pour l'expérience DELPHI au LEP, l'équipe de Pierre Delpierre (Collège de France puis CPPM) poursuit la R&D sur ce nouveau type de détecteurs au silicium et propose de l'utiliser pour une expérience LHC (EAGLE qui deviendra ATLAS) afin d'obtenir des mesures de précision des trajectoires au plus près du point d'interaction dans un environnement extrêmement difficile en termes de multiplicité de particules et de taux de radiation.
1992
NOMAD : à la recherche des oscillations de neutrinos
+
Neutrinos
Physique
des particules
En 1992 débute la construction de NOMAD au SPS (CERN), un détecteur constitué de chambres à dérive, détecteur de rayonnement de transition et calorimètre électromagnétique installés dans l'ancien aimant de l'expérience UA1. L'idée était de chercher les oscillations de neutrinos nu_mu vers nu_tau qui à l'époque semblaient pouvoir expliquer la masse manquante de l'univers. L'expérience était conçue pour séparer cinématiquement (en moyenne) les interactions provenant de nu_mu de celles qui résulteraient de nu_tau après oscillation. Le détecteur était conçu pour jouer le rôle d'une "chambre à bulles électronique" c'est-à-dire avoir une masse suffisante (> 1 tonne) dans un grand volume pour pouvoir suivre la trajectoire des particules dans l'interaction des neutrinos. NOMAD, bien qu'infructueuse pour prouver les oscillations, a tout de même permis de valider la technique expérimentale.
Légende de l'illustration : L'équipe réunie devant NOMAD en 1996.
1992
Mise en service d’INDRA, le nouveau détecteur pour l’étude des « noyaux chauds »
+
Détecteur
Physique
Nucléaire
1992
Vers un collisionneur linéaire ?
+
Accélérateurs
Physique
des particules
A la fin des années 80, alors que le Stanford Linear Collider de 50 GeV était mis en service, les grands laboratoires internationaux (CERN, DESY, KEK, SLAC) commencèrent à explorer la faisabilité d’un collisionneur linéaire électron-positon de très haute énergie, seule option raisonnablement concevable pour atteindre l’échelle du TeV (du fait de la limitation des anneaux par le rayonnement synchrotron). L’IN2P3 n’était pas en reste et, en complément de la R&D menée par le GECS, lançait un programme dédié au LAL : R&D sur les structures accélératrices en cuivre à très forts gradients (80MV/m obtenus sur des cavités 3 GHz en 1991), R&D sur les photo-cathodes déclenchées par laser pour le développement de sources d’électrons très intenses et ultra-brèves (projet lasertron puis expérience CANDELA), R&D sur les faisceaux de dimensions sub-microniques au point d’interaction (participation à la collaboraton FFTB à SLAC), ou encore R&D sur les sources de positons par effet de canalisation d’un faisceau d’électrons dans un cristal. Lorsqu'en 1992, DESY lance le projet TTF, destiné à tester les principaux composants de son nouveau concept de collisioneur TESLA (TeV Energy Superconducting Linear Accelerator), le LAL, l'IPN et le CEA rejoignent aussitôt la collaboration internationale et s'associent début 1993 pour étudier et construire l’injecteur. Après le test des différents composants à Orsay et Saclay, l'injecteur de TTF sera installé en 1996 à DESY et produira ses premiers faisceaux début 1997.
Légende de l'illustration : Vue de l’injecteur de TTF (TESLA Test Facility) à DESY, construit par l'IN2P3 et le CEA. Le faisceau d’électrons est produit par un canon thermo-ionique de 250 kV (qui sera remplacé par un photo-injecteur RF capable de produire des paquets sub-picoseconde), pré-groupé puis injecté (depuis la droite de l’image) dans un module de capture (en gris) contenant une cavité supraconductrice 9 cellules 1.3 GHz de type TESLA. Le faisceau est ensuite accéléré dans les deux cryomodules principaux (en jaune) contenant chacun 8 cavités. Ces cavités démontreront des gradients supérieurs aux 15 MV/m initialement visés, rendant envisageable l'objectif de 25MV/m affiché par le projet TESLA.
© DESY
1992
Un centre européen pour la physique nucléaire théorique
+
Physique
Nucléaire
Réunion à Orsay des représentants de la communauté de physique nucléaire européenne : le centre ECT* va naître l’année suivante à Trento. Depuis, ECT* est un centre de recherche de première ligne en physique théorique nucléaire, promouvant les contacts entre la théorie et l'expérience, et entre les théoriciens du monde entier, et fournit des formations aux jeunes chercheurs.
Légende de l'illustration : Le centre ECT* à Trento
1992
Les états nucléaires superdéformés donnent le tournis
+
Physique
Nucléaire
La technologie gamma change de génération : du scintillateur, elle passe au semi-conducteur : un ordre de grandeur est gagné en précision.  Mais ce n'est pas tout : la segmentation électrique des cristaux de Germanium permet une précision accrue, et des durées de vies d'états nucléaires dits "superdéformés" de l'ordre de la centaine de femto seconde sont observés ! Cela permet de mieux comprendre quelles sont les orbitales qui stabilisent le noyau à des vitesses de rotation de 60hbar ! Les orbitales des nucléons sont déformées par la force centrifuge. Ce nouvel arrangement va stabiliser des formes non seulement très allongées, mais également asymétriques ! Le noyau très chahuté, entre particules indépendantes et mouvement collectif de grande ampleur, se découvre un océan chaotique qui passionne les expérimentateurs et les théoriciens.
Légende de l'illustration : EUROGAM2 s'installe à l'IRES auprès du VIVITRON pour une campagne enivrante  
1993
1993
Des naines brunes dans la Voie lactée
+
Cosmologie
Des variations de luminosité des étoiles du nuage de Magellan ont mis en évidence un phénomène de lentille gravitationnelle provoqué par le passage d’un objet massif de notre Galaxie. Les scientifiques de la collaboration EROS (l’Expérience de Recherches d’Objets Sombres) ont montré qu’il pouvait s’agir de « naines brunes ». Cette découverte est une première mondiale qui a nécessité trois années d’observation. Ce programme a permis aux équipes de l’IN2P3 de maitriser l’utilisation massive des méthodes de photométrie au moyen de télescopes optiques. Cette expérience a également montré que la mystérieuse matière noire ne pouvait pas s'expliquer par la présence de naines brunes.
Légende de l'illustration :
1993
Les réacteurs EADS
+
Interdisciplinaire
En 1993, C. Rubbia lance au CERN un programme de développement sur les réacteurs ADS (Accelerator Driven System), des réacteurs nucléaires sous critiques pilotés à l'aide d'un accélérateur de particules. C’est le début de l’intérêt d’anciens physiciens nucléaires pour les réacteurs. Certains participent aux projets du CERN : FEAT et TARC. En paralèlle, sous l'impulsion de la loi Bataille, démarre en France en 1998 le projet européen MUSE (MUltiplication de Source Externe - collaboration IN2P3/ISN et CEA/DEN), qui vise à étudier le couplage d'un générateur de neutrons pulsés avec le réacteur nucléaire expérimental MASURCA (MAquette de SURgénération de CAdarache) du site de Cadarache. Les premiers couplages avec l'instrument GENEPI (GEnérateur de NEutrons Pulsé Intense) de l'ISN démarreront début 2000. Cette recherche sur les réacteurs ADS va se poursuivre tout au long des années 2000 avec des projets comme MEGAPIE, GUINEVERE ou MYHRRA.
Légende de l'illustration : Vue éclatée du réacteur expérimental MASURCA couplé au générateur de neutrons pulsés intense GENEPI. Les neutrons de 14 MeV sont créés au centre du combustible. Les dimensions du cœur sont de 0,70 x 0,70 x 1,0 m3. Les comptages neutroniques sont réalisés par la possibilité d'insérer des compteurs dans des canaux de mesure verticaux, non visibles sur la figure.
Crédit : LPSC, laradioactivite.com
1994
1994
Création du Laboratoire de Physique subatomique et technologies associées (SUBATECH)
+
Institutionnel
SUBATECH est créé à partir du Laboratoire de Physique Nucléaire (LPN) et son laboratoire est installé en 1995 dans les locaux de l’Ecole des Mines de Nantes (aujourd’hui IMT Atlantique).
1994
Création de l’unité mixte de service entre le CNRS et l’Institut Curie
+
Institutionnel
Physique
Nucléaire
L’acte officiel de 1994 entre le CNRS et l’Institut Curie créé l’unité mixte « Musée et archives de l'institut du radium Pierre et Marie Curie, Frédéric et Irène Joliot ».
1994
Début des prises de données de NOMAD
+
Neutrinos
Physique
des particules
La construction du détecteur NOMAD (WA96) s'achève, avec plusieurs contributions françaises majeures du LPNHE Paris, du LAPP Annecy et du CEA Saclay. La prise de données débute en 1995 et en 4 ans le détecteur enregistrera plus d'un million d'interactions de neutrinos muoniques par courant chargé. L'expérience n'observera pas d'oscillation de neutrino muonique en neutrino tauique, mais améliorera d'un ordre de grandeur les limites sur les paramètres de ces oscillations.
Légende de l'illustration : Vue générale de l'expérience NOMAD en 1999.
© CERN
1994
La contribution de l’IPN au LHC
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Côté machines circulaires, alors que le Superconducting Super Collider était stoppé en plein vol aux Etats-Unis en 1993 (tandis que le Tevatron de Fermilab entamait son upgrade), le projet de construire un nouveau collisionneur de hadrons dans le tunnel du LEP, évoqué dès 1984, est officiellement adopté fin 1994 par le Conseil du CERN : c’est la naissance du 'Large Hadron Collider', capable d'accélérer des faisceaux de protons à 7 TeV (soit une énergie de collison de 14 TeV). Forts de leurs compétences et récentes expériences respectives (injecteur du LEP et AGOR côté IN2P3, quadripôles supraconducteurs de HERA et tokamac TORE SUPRA côté CEA), l’IN2P3 et le CEA s'associent dès 1995 dans le cadre d’une contribution exceptionnelle de la France à l’étude et la construction du LHC. L'IPN Orsay va ainsi prendre en charge la conception et la construction des cryostats des sections droites courtes de la machine, les "Straight Short Sections" (SSS), le CEA Saclay s’occupant des masses froides associées (les quadripôles en NbTi, refroidis à 1.8K). L'IPN participera aussi au suivi industriel des 1248 enceintes à vide des dipoles LHC 8T et fournira l'ensemble des 6000 thermomètres cryogéniques de l'installation, mettant en place à Orsay dès 1999 une station d’étalonnage dédiée. L'assemblage au CERN des premiers SSS commencera en 2003 et les derniers thermomètres seront livrés en 2004. Le LHC accélèrera ses premiers faisceaux en 2008 et confirmera en 2012 l'existence du boson de Higgs.
Légende de l'illustration : Le hall d'assemblage des SSS au CERN, surnommé «Legoland» du fait des multiples variantes de sections droites courtes à assembler. La collaboration IN2P3-CNRS pour la production des SSS peut se résumer en quelques chiffres: 10 ans de collaboration, 100 hommes-ans (dont 65 pour le CNRS), 474 SSS et 136 variantes de 5 à 7 mètres de longeur, plus de 1000 dessins techniques, plus de 5km de soudures étanches sur les circuits cryogéniques, 4 ans de chantier d'assemblage au CERN avec 50 techniciens et ouvriers en pic de production.
© CERN
1994
Un noyau lourd parfaitement symétrique ?
+
Physique
Nucléaire
Une compétition acharnée pour la découverte de nouveaux isotopes se joue entre les deux grands laboratoires européens. L'observation du noyau le plus lourd lié contenant le même nombre de protons et de neutrons, 100Sn, sera faite à quelques mois d'écart d'abord à GSI, puis au GANIL. Mais c'est au GANIL que sa masse sera mesurée avec une technique originale,  possible grâce aux deux cyclotrons en cascade ! Une prouesse pour mesurer une masse avec seulement 10 événements ! Bientôt 30 ans après, le noyeu de Sn100, parfaitement taillé pour étudier la symétrie d'isospin de l'interaction nucléaire, reste l'objectif saillant des projets les plus modernes.
Légende de l'illustration : Energie de liaison des noyaux comparée au modèle en couches.A droite de la ligne pointillée les noyaux déjà connus. A gauche, les mesures s'éloignent des prédictions, qu'elles soient théoriques ou empiriques !
©1996 American Physical Society
1995
1995
Les deux détecteurs polyvalents du LHC, ATLAS et CMS, officiellement approuvés
+
Détecteur
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Les laboratoires de l'IN2P3 jouent un rôle majeur pour terminer la R&D et débuter leur construction: trajectographe à pixels, calorimètre à argon liquide en accordéon, calorimètre à tuiles, système de déclenchement et filtrage de haut niveau pour ATLAS; trajectographe à micro-pistes, calorimètre à cristaux, système de déclenchement pour CMS; logiciels et infrastructures de calcul et de stockage de données. 
Légende de l'illustration : Simulations d'un boson de Higgs se désintégrant en 4 muons dans l'expérience ATLAS (à gauche) et dans l'expérience CMS (à droite), resp. en 1995 et 1997.
©CERN
1995
Naissance d’une discipline : la physique des accélérateurs
+
Accélérateurs
Si les tout premiers accélérateurs installés dans les laboratoires étaient souvent achetés clef en main chez des industriels, la situation avait totalement changé dès les années 60. Des physiciens, ingénieurs et techniciens s’étant spécialisés dans le domaine, ils avaient ensuite entièrement conçu et mis au point eux-mêmes les machines très complexes de nouvelle génération, comme ALICE puis SARA, le GANIL, SATURNE ou Super-ACO en France. La physique des accélérateurs devenait peu à peu une véritable discipline, avec un essor des programmes de R&D associés dans les laboratoires de l’institut au cours des années 80 et 90. On assistait également à cette époque à la structuration des équipes accélérateurs françaises, avec par exemple la création du SERA (Service d’Etudes et de Réalisation d’Accélérateurs) au LAL dès 1984, sous l’impulsion de Joël Le Duff, puis en 1997 du service Sources d'Ions à l'ISN, à l'initiative de Claude Detraz et Pascal Sortais, et de la Division Accélérateurs à l’IPN en 2000 par Alex Mueller. En parallèle, la Division Accélérateurs de la SFP est créée en 1995, avec pour objectif de rassembler les acteurs nationaux (académiques et industriels) du domaine. Depuis 1998, elle décerne tous les 2 ans, lors des Journées Accélérateurs de Roscoff, le prix Jean-Louis Laclare qui récompense un(e) physicien(ne) de la communauté française pour ses travaux remarquables en physique et technologie des accélérateurs.
Légende de l'illustration : Les particpants des Journées Accélérateurs de la SFP (Société Française de Physique) de 2001, à la Station Biologique de Roscoff. Ces journées, organisées tous les 2 ans par la Division Accélérateurs de la SFP, constitent depuis 1995 un rendez-vous incontournable d'échanges scientifiques entre les acteurs nationaux du domaine.
© SFP
1995
Découverte du quark top à Fermilab
+
Physique
des particules
La découverte tant attendue du quark top, partenaire du quark bottom découvert lui 18 ans plus tôt, est annoncée le 2 mars à Fermilab (près de Chicago), suite aux observations faites par les collaborations CDF (1994) et D0 (1995) auprès du collisionneur Tevatron. Il aura fallu l'énergie du plus puissant collisionneur de protons de l'époque, 1.8 TeV, pour produire des paires de quarks top, ce dernier se singularisant avec sa masse de 175 GeV, 35 fois plus élevée que le quark bottom qui est le second quark le plus lourd. Les mesures de précision effectuées au LEP permettaient de contraindre indirectement la masse du quark top, et s'affinant régulièrement elles pointaient également vers cette zone de masse. À son tour, la masse du quark top, combinée à celle du boson W, est devenu à l'époque un ingrédient contraignant (cependant moins fortement) la masse de l'hypothétique boson de Higgs.
Légende de l'illustration : L'injecteur principal (au premier plan) et le Tevatron (second plan), au laboratoire national Fermi près de Chicago.
1996
1996
La nébuleuse du Crabe : référence de toute une discipline
+
Astroparticules
Près de 10 ans après le début de THEMISTOCLE à la centrale solaire c'est au tour du programme CAT (Cherenkov Array at Themis) de scruter les rayons gamma. CAT a détecté des gerbes et des anneaux de muons et a en particulier démontré la puissance de l'imagerie fine et rapide en faisant aussi bien avec un miroir de 4 m que le télescope américain Whipple avec un miroir de 10 m. CAT a aussi permis d'obtenir le spectre d'émission de la nébuleuse du Crabe. Cette observation est très importante en astronomie gamma : la nébuleuse du Crabe émet un rayonnement gamma constant et stable. Elle sert de référence à de nombreuses expériences. Cette observation par CAT était donc indispensable au développement de l'astronomie Gamma telle qu'on l'exerce aujourd'hui.
Légende de l'illustration : Vue en détail de la Caméra de l'expérience CAT (Cherenkov Array at Themis, site de Thémis, Pyrénées, 1995-1998)
Caméra CAT (détail)
Caméra CAT (détail) (5 juillet 2018): Vue en détail de la Caméra de l'expérience CAT (Cherenkov Array at Themis, site de Thémis, Pyrénées, 1995-1998)
© Frederic Derue / Photothèque IN2P3
1996
La tentative du Vivitron
+
Accélérateurs
Dans les années 60, le Centre de recherche nucléaire de Strasbourg était, avec l’IPN Orsay, l’autre laboratoire phare dans l’étude de la structure nucléaire grâce à ses accélérateurs électrostatiques de diverses énergies. Le dernier acquis, en 1971, était un Van de Graaff Tandem de 13 MV dont la tension maximale fut portée à 16 MV grâce à la solide compétence technique développée par les équipes du laboratoire. L'idée de base, une meilleure distribution du champ électrique grâce à des électrodes disposées judicieusement, fut incorporée dans le projet de l’accélérateur électrostatique le plus puissant au monde, le Vivitron, d'une tension maximale de 35 millions de volts - en principe. Les prouesses techniques étaient prometteuses, les dimensions impressionnantes : longueur de tank de 50 mètres, diamètre au centre du tank de 8,50 mètres, 60 tonnes de SF6. La courroie de charge avait une longueur de 100 mètres et allait d'un bout à l'autre du tank. La construction est lancée en 1984, sous la direction de Michel Letournel, et en 1994, le Vivitron était inauguré. En 1996, le fonctionnement est fiable à 18 MV mais la tension maximale n'atteindra in fine que 25 MV (comme dans les projets similaires aux États-Unis et en Grande-Bretagne). L'exploitation du Vivitron prendra rapidement fin dès 2003.
Légende de l'illustration : Photographie du Vivitron de Strasbourg. Il sera démantelé dans les années 2000 et remplacé en 2013 par le cyclotron de 24MeV CYRCé, dédié en particulier à la production de radio-isotopes innovants pour la médecine nucléaire.
© CNRS, IPHC Strasbourg
1997
1997
Phase 1 de CELESTE sur le site Themis, par le CENBG et l’APC
+
Astroparticules
1997
Accélérer des ions radioactifs exotiques
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
Au début des années 90, l’ISN et le GANIL exploraient la possibilité de produire des ions radioactifs "exotiques" en grande quantité dans des cibles épaisses par méthode ISOL pour ensuite les accélérer. A Grenoble, le projet PIAFE (Production, Ionisation, Accélération de Faisceaux Exotiques), qui visait l’accélération par les deux cyclotrons de SARA de fragments de fission riches en neutrons produits dans une cible d’uranium placée dans le réacteur de l’ILL, se développait à partir de 1993. PIAFE ne verrait jamais le jour (ce qui entrainera la fermeture de SARA en 1998) mais incitera l’ISN à développer la méthode '1+/n+' de multi-ionisation d’un faisceau monochargé après capture au sein d’un plasma ECR, méthode aujourd’hui largement utilisée à travers le monde. Le GANIL de son côté, qui permettait, grâce à la qualité de ses faisceaux et de ses équipements de collecte et de tri des ions secondaires (SISSI, SPEG, LISE...), la découverte de plusieurs nouveaux isotopes par la méthode de fragmentation (comme le 100Sn en 1994 ou le 48Ni en 1999), se lançait également dans la technique ISOL et démarrait en 1994 le projet SPIRAL (Système de Production d’Ions Radioactifs et d’Accélération en Ligne), conduit sous la direction de Marcel Lieuvin. Constitué d’un ensemble cible-source, d’une station d’identification et d’un nouveau cyclotron compact à injection axiale (CIME), SPIRAL accélére son premier faisceau stable en 1997 et son premier faisceau radioactif en Octobre 2001 (18Ne).
Légende de l'illustration : Résonateurs 'delta' de CIME (Cyclotron pour Ions de Moyenne Energie) au GANIL. Ces cavités accélératrices fonctionnent dans une gamme de fréquence allant de 9,6 à 14,4 MHz et avec une tension maximale de 100 kV. CIME sera le premier cyclotron à accélérer des ions radioactifs dans une gamme d’énergie allant de 1.7MeV à 25MeV/nucléon.
© GANIL
1998
1998
Un Univers en expansion
+
Cosmologie
L’IN2P3 rejoint le SCP (Supernovae Cosmology Project) pour tenter de détecter des supernovæ plus lointaines en réalisant les mesures de photométrie avec le télescope spatial HUBBLE. Le SCP aboutit à un prix Nobel (non IN2P3) en 2011 pour la découverte de l’expansion de l’Univers dans le cadre du projet.
1998
Un noyau doublement magique riche en neutrons
+
Physique
Nucléaire
C'est au GSI, par une collaboration franco-allemande, que le Ni78 sera observé pour la première fois sur terre, grâce aux faisceaux relativistes d'uranium et au séparateur de fragments, petit frère de LISE. Avec cet isotope remarquable, très riche en neutrons et comportant deux nombres magiques de nucléons, une centaine d'autres isotopes seront obervés ! Ce sont ces noyaux qui sont formés lors d'explosions d'étoiles et qui conduisent à la formation des noyaux lourds... C'est décidé ! La technique la plus efficace pour la production de noyaux exotiques est adoptée par les nouveaux projets, comme FRIB à MSU et RIBF à Riken. Il faudra attendre 20 ans, pour que la spectroscopie de cet isotope puisse être faite au Riken, dans le cadre d'une collaboration internationale dans laquelle figurent des chercheurs de l'IN2P3.
Légende de l'illustration : Illustration issue de la publication C. Engelmann et. al. « Production cross-section of very neutron-rich nuclei in relativistic projectile fission of 238U », AIP Conference Proceedings 425, 126 (1998). https://doi.org/10.1063/1.55146
© 1998 American Institute of Physics.
1999
1999
Premier vol d’ARCHEOPS
+
Cosmologie
Expérience embarquée sous un ballon stratosphérique (et prototype de l’instrument à haute fréquence du futur satellite PLANCK lancé en 2009) pour mesurer le rayonnement fossile.
1999
Résultats finaux de l’expérience CHOOZ
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
L'expérience CHOOZ, située auprès du réacteur nucléaire de Chooz dans les Ardennes, s'est concentrée sur l'étude de l'oscillation des neutrinos. Ce détecteur était situé à 1 km du réacteur, enterré à 300 m sous terre. En excluant l’oscillation nu mu-> nu e dans le domaine de Super Kamiokande, les résultats permettent de (quasiment) conclure sur la nature des oscillations observées à Super Kamiokande. L'expérience auprès des réacteurs nucléaires évolue en 2003 vers Double Chooz, avec l'ajout d'un détecteur plus proche.
Légende de l'illustration : Vue intérieure de la structure porte-photomultiplicateurs montrant l'ampoule acrylique contenant le scintillateur au gadolinium servant de cible pour les neutrinos (détecteur de neutrinos de Chooz).
© Laurence MEDARD/CNRS Photothèque
1999
Observation de la violation directe de CP par NA48
+
Physique
des particules
L'expérience NA48 auprès du SPS du CERN, qui prend le relais de l'expérience NA31, observe la violation directe de CP dans les désintégrations de kaons grâce notamment à son calorimètre à krypton liquide. Ce résultat annoncé en juin clôt un chapitre incertain: la précédente expérience NA31 avait obtenu dans les années 90 un résultat allant dans ce sens alors que l'expérience concurrente E731 à Fermilab donnait un résultat compatible avec les deux options de violation ou non. Le résultat confirme et améliore celui récent, annoncé en février 1999, de l'expérience KTeV de Fermilab qui a pris la suite de E731. Des équipes d'Orsay et Saclay ont participé à NA48.
Légende de l'illustration : L'expérience NA48 au CERN
2000
2000
Lancement du projet SDSS qui cartographie le ciel et la Voie lactée.
+
Cosmologie
Lancement du projet SDSS (Sloan Digital Sky Survey) qui cartographie le ciel et la Voie lactée. SDSS fonctionne durant 20 ans, par phases. Le projet a pu cartographier la structure de l'Univers à très grande échelle, et ainsi réaliser des mesures sur l'énergie noire impliquée dans l'expansion de l'Univers. En particulier, grâce à la distribution des galaxies, SDSS découvre les oscillations acoustiques des baryons, qui proviennent du plasma primordial et qui laisse des empreintes dans la structure de l’Univers.
Légende de l'illustration : Carte SDSS de l'Univers. Chaque point représente une galaxie ; la couleur est la valeur g-r de la galaxie.
© M. Blanton and SDSS, CC BY 4.0
2000
Au-delà de la Voie lactée
+
Astroparticules
Détecteur
L’observatoire Auger commence sa construction et installe les premiers détecteurs de rayons cosmiques d’énergies extrêmes, en Argentine. En 2003, l'observatoire devient le plus grand jamais construit dans le cadre de l'observation des rayons cosmiques : il couvre une surface de 3 000 km2. Les observations commencent dès 2004. Et c'est en 2017 qu'Auger découvre l’origine extragalactique des rayons cosmiques au-dessus de 8.10^18 eV.
Légende de l'illustration : Télescope à fluorescence dans l'un des bâtiments de l'observatoire Pierre Auger, le plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde, en Argentine. Situé à 1 400 m d'altitude, il est équipé d'un réseau de 1 600 cuves s'étendant sur plus de 3 000 km² dans la pampa argentine, combiné à 24 télescopes à fluorescence pour étudier les rayons cosmiques grâce à l'observation des gerbes atmosphériques. Ce type de télescope ne fonctionne que pendant les nuits claires et sans lune. De grands miroirs concentrent la lumière pour la renvoyer sur une caméra composée de tubes photomultiplicateurs. Ces tubes transforment ensuite les photons en impulsions électriques et les enregistre. Cela permet de connaître la trajectoire des rayons cosmiques et leur énergie grâce à la quantité de lumière émise par la gerbe.
© Marcel DALAISE/SUBATECH/CNRS Photothèque
2000
Observation du neutrino tau par DONUT (FNAL)
+
Neutrinos
Attendu depuis la découverte du lepton tau par Martin Perl et ses collaborateurs entre 1974 et 1977, le neutrino qui lui est associé est observé directement un quart de siècle plus tard. L'expérience DONUT à Fermilab a mis en évidence le neutrino tau grâce à l'observation, difficile car peu probable, de son interaction avec la matière et l'identification non-ambiguë du lepton tau résultant. Avec cette découverte, tous les fermions prévus dans le Modèle standard ont été observés.
2000
Le CERN annonce la mise en évidence du plasma de quarks et gluons
+
Physique
Hadronique
Dans un séminaire au CERN en février, les responsables de 7 expériences du programme d'ions lourds auprès du SPS annoncent la mise en évidence du plasma de quarks et gluons, un état inhabituel de la matière hadronique dans lequel les quarks et les gluons sont libres au lieu d'être confinés comme dans les protons et neutrons. Cet état de la matière existait quelques microsecondes après le Big-Bang. L'existence de cet état est une prédiction majeure pour la matière nucléaire à haute température depuis l'avènement de la description des hadrons en constituants via la théorie QCD des interactions fortes. Les observations au CERN ne sont cependant pas suffisantes pour mieux comprendre ce nouvel état de la matière, et le relais est transmis à RHIC, le nouveau collisionneur d'ions lourds de Brookhaven dont la mise en service est prévue quelques mois plus tard, à l'été 2000.
2000
Des logiciels issus de la physique des hautes énergies s’invitent dans la physique médicale et la radiobiologie
+
Interdisciplinaire
En 2000, le logiciel GATE (Geant4 Application for Emission Tomography), basé sur la boîte à outil ouverte Geant4 développée pour les simulations en physique des hautes énergies, fait son apparition pour l'optimisation des systèmes d'imagerie médicale. GATE rencontre un grand succès et est aujourd'hui couramment utilisé en physique médicale. Les capacités du centre de calcul et du déploiement de la grille de calcul ont été un atout pour le développement de GATE, grille qui sera également mise à contribution dans une autre application médicale en 2007 :  la recherche de nouveaux médicaments contre le paludisme et la grippe aviaire (initiative WISDOM - Wide In Silico Docking On Malaria). Egalement, en 2001, le projet Geant4-DNA est lancé pour étendre Geant4 afin de modéliser les effets des rayonnements ionisants sur l'ADN. Il devient la première plateforme de simulation mécanistique ouverte au monde pour la radiobiologie à l'échelle sub-cellulaire. Les collaborations Geant4-DNA et GATE sont coordonnées par l'institut respectivement depuis 2008 et 2018.
Légende de l'illustration : Simulation avec l'outil GATE de la dose absorbée lors d'un traitement de protonthérapie (unité arbitraire). Medical Physics 41, 064301 (2014).
Crédit : collaboration GATE.
2000
Etude de l’influence du milieu interstellaire sur la formation des molécules organiques
+
Interdisciplinaire
Dès les années 2000, des expériences d'irradiation de molécules isolées en phase gaseuse sont menées, notamment à Lyon et sur des bases ADN et ARN. Ces recherches apportent des données clés sur la survie de molécules organiques en conditions astrophysiques (par ex. nanogouttes en conditions extrêmes, enjeux sur l'atmosphère terrestre, formation des molécules nécessaires au vivant dans des conditions abiotiques). En parallèle, à Orsay, les analyses des matières organiques interplanétaires dans les poussières permettent d'étudier comment les molécules complexes se forment dans l’espace. Implanteurs, irradiateurs et spectromètres de masse sont des outils de choix pour mener ces activités. En 2010, l’analyse isotopique par spectrométrie de masse de micrométéorites provenant de la collection du CSNSM met en évidence un nouveau type de matériau extraterrestre : les micrométéorites ultra-carbonées.
Légende de l'illustration :  Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques, à Dôme C près de la base Concordia. Prélèvement de neige au fond d'une tranchée de 5 m de profondeur. La neige est collectée dans des conditions propres (combinaison, gants, ...) dans le flanc de la tranchée, dans des couches annuelles antérieures au début de la construction de la base.
Crédit : C. Engrand, J. Duprat, CSNSM.
2000
Découverte du Nickel-48
+
Physique
Nucléaire
Grâce à l’association du dispositif de production SISSI et du spectromètre LISE, le noyau doublement magique 48Ni est le plus déficient en neutrons qui ait été produit au GANIL. Ses nombres de protons (28) et de neutrons (20), tous deux magiques, sont les symétriques miroir du 48Ca, qui est un noyau naturellement présent sur terre et non radioactif ! De quoi en apprendre sur l'interaction nucléaire, et en particulier la symétrie d'isospin... Son étude révèlera bien d'autres surprises par la suite puisqu'il s’avèrera être l’un des quatre isotopes radioactifs parmis les quelques 3000 étudiés à ce jour en laboratoire à subir une forme de radioactivité exotique : la décroissance deux protons. 
Légende de l'illustration : Matrice d'identification (énergie : temps de vol) du psectromètre LISE.
Crédit : CENBG
2001
2001
Violation de CP directe observées pour les particules “belles”
+
Physique
des particules
L'expérience Babar auprès de l'usine à mésons B PEP-II à SLAC (USA), puis l'expérience Belle auprès de l'usine KEK-B (Japon) observent la violation directe des symétries charge et parité (CP) dans les désintégrations des particules "belles" (contenant un quark b). La découverte conforte brillamment la description théorique dans le Modèle standard faite dès 1972 par le formalisme élégant de Cabbibo, Kobayashi et Maskawa. Le Prix Nobel de physique en 2008 est attribué à Kobayashi et Maskawa (et Nambu). Environ 45 physiciens de l'IN2P3 participent à l'expérience Babar (LAPP, LLR, LAL, LPNHE).
Légende de l'illustration : Le détecteur BaBar en cours de construction.
Détecteur BaBar
Détecteur BaBar: Vue du détecteur BaBar
©SLAC National Accelerator Laboratory
2001
Le premier couplage d’un réacteur ADS et débuts des travaux sur les réacteurs à sels fondus
+
Interdisciplinaire
Dans les années 2000, les activités autour des nouveaux réacteurs nucléaires se diversifient. Fin 2001, dans le cadre du projet MUSE (MUltiplication de Source Externe), le premier couplage mondial a lieu, entre un réacteur sous-critique rapide (MASURCA à Cadarache) et une source de neutrons pulsée (GENEPI - GEnérateur de NEutrons Pulsé Intense), construite par l'ISN. Fort de ce succès, l’IN2P3 s’engage en 2006 dans le projet GUINEVERE (Generator of Uninterrupted Intense NEutron at the lead VENUS REactor) qui prévoit la construction d’une maquette d’ADS auprès du réacteur belge VENUS (Vulcan Experimental Nuclear Study) à Mol en Belgique. La source de neutrons GENEPI-3C sera couplée au réacteur fin 2011. D’autres laboratoires (par exemple SUBATECH) participeront au projet européen MEGAPIE (MEGAwatt PIlot Experiment) au Paul Scherrer Institut en Suisse pour tester l’usage d’une cible en plomb-bismuth liquide à haute puissance dans le cadre d’un réacteur ADS et dont l'irradiation aura lieu avec succès en 2006. En parallèle, à partir de 2007, des études autour des réacteurs à sels fondus sont conduites dans le cadre de la collaboration européenne ALISIA (Assessment of LIquid Salts for Innovative Applications) soutenue par EURATOM. Elle permettra le montage, en 2011, du projet EVOL (Evaluation and Viability Of Liquid fuel fast reactor system) pour notamment mener des études de conception et de sûreté.
Légende de l'illustration : Vue de la cible de spallation en plomb-bismuth liquide du projet pionnier MEGAPIE. Cette cible est utilisée comme source de neutrons haute puissance, sous irradiation par faisceau de protons de 590 MeV et de haute intensité.
Crédit : LPSC.
2001
GANIL se dote d’un nouveau spectrometre
+
Physique
Nucléaire
Pour tirer le meilleur parti des faisceaux de SPIRAL, de nouveaux équipements sont construits dans le cadre de collaborations internationales. EXOGAM, multidétecteur gamma de grande efficacité et de granularité modérée pour la structure des noyaux exotiques. VAMOS, spectromètre magnétique modulaire, avec une ouverture angulaire exceptionnelle et une très grande acceptance en moment magnétique. L'ensemble de ces deux instruments de pointe permettra des avancées significatives dans la compréhension des énergies de particules individuelles des noyaux exotiques. 
Légende de l'illustration : Le spectromètre gamma EXOGAM placé devant le dipole magnétique du spectromètre VAMOS
2002
2002
Rayons gamma : nouvelle phase
+
Astroparticules
Le premier télescope HESS enregistre ses premières images. Ce projet se place dans la continuité directe de CAT, mais loin des sommets des Pyrénées, le réseau de télescopes s'installe dans le désert de Namibie. HESS est complété à 4 télescopes en 2003. Il s'agit du premier réseau de télescopes à imagerie Tcherenkov atmosphérique à produire une image en 2D d'une source étendue de rayons gamma en 2004.
Légende de l'illustration : Filé d'étoiles sur le site de l'expérience HESS (High Energy Stereoscopic System), en Namibie, comprenant quatre télescopes de 13 m de diamètre. Ils forment le détecteur de rayons gamma de très haute énergie le plus sensible au monde. L'expérience apporte une mesure précise de l'intensité et de la répartition énergétique de l'émission gamma. Elle montre que les rayons cosmiques sont plus nombreux et plus énergétiques au centre de la Voie Lactée qu'au voisinage de la Terre.
© Julien BOLMONT/Collaboration HESS/CNRS Photothèque
2002
Vers des linacs ultra-puissants
+
Accélérateurs
L’entrée dans le XXIéme siècle est une période cruelle pour la communauté accélérateur française, qui subit coup sur coup les fermetures du LNS (1997), de SARA (1998), puis du Vivitron et du LURE (2003). Les équipes IN2P3 et CEA vont néanmoins rebondir et initier un programme de R&D ambitieux pour le développement d’accélérateurs linéaires (linacs) de nouvelle génération, capables de produire des faisceaux continus de protons de l’ordre du GeV avec des puissances de l'ordre du MW. Les applications envisagées sont en effet nombreuses: ‘usines’ à neutrinos ou à muons, usines à ions radioactifs, sources de neutrons intenses, incinérateurs de déchets nucléaires… Ce programme de R&D commun CEA/IN2P3 s’oriente très vite autour de 4 axes principaux: sources et injecteurs, avec le lancement du projet IPHI (Injecteur de Protons à Haute Intensité) dès 1997 à Saclay; résonateurs supraconducteurs ‘bas-bêta’, avec la réalisation en 2002 des tout premiers prototypes de cavités 'spoke' à Orsay; cibles de spallation de forte puissance, avec l'expérience Megapie en 2006 auprès du cyclotron de PSI de 1MW (le plus puissant accélérateur de l’époque); physique des faisceaux intenses et R&D axée fiabilité, afin d'assurer une maitrise parfaite de ces faisceaux capables de trouer une chambre en vide en moins d'une milli-seconde...! Ces développements permettront la naissance de nombreux projets d'envergure dans lesquels l’IN2P3 et le CEA joueront un rôle de premier plan (SPIRAL2, IFMIF, MYRRHA, ESS, PIP-II...).
Légende de l'illustration : Les prototypes de cavité de type ‘spoke’ développés à l’IPN Orsay en 2002, parmi les premiers aux mondes. Suite aux différentes phases de préparation (décapage chimique, rinçage à haute pression à l’eau ultrapure et montage en salle blanche), ce prototype (celui de droite, en niobium) sera testé en 2003 à 4,2 K et atteindra un champ accélérateur maximal de 12,5 MV/m - soit très au-delà des 7 MV/m alors envisagés dans les projets comme EURISOL ou XADS.
© CNRS, IJCLab Orsay
2002
Un possible tetra-neutron observé au GANIL ?
+
Physique
Nucléaire
En tentant de comprendre le comportement des neutrons des noyaux à halo, quelques événements du break-up de 14Be en 10Be, libres de tout bruit de fond, semblent indiquer le signal d'un tetraneutron fortement corrélé ! Bien que non prédit par la théorie à quelques corps, le jeu subtil entre les différentes composantes de l'interaction nucléaire, le principe de Pauli et le couplage au continuum des neutrons du halo pourrait expliquer une résonnance....La question de son existence n'est toujours pas résolue 20 ans plus tard et fait l'objet de plusieurs expériences dans le monde.
Légende de l'illustration : Les signaux enregistrés par le détecteur de neutrons en fonction de la voie de sortie du break-up du faisceau secondaire de 14Be produit et identifié à LISE. Dans la voie 10Be, 6 événements correspondants à des énergies de neutron anormalement élevées, sont peut-être le signal d'un tétraneutron  https://doi.org/10.1140/epja/s10050-021-00417-8
2002
Une nouvelle radioactivité
+
Physique
Nucléaire
La radioactivité deux-protons est découverte au GANIL dans la décroissance du 45Fe. C'est une mesure indirecte qui va motiver la construction de chambre à projection temporelle pour "voir" les protons et étudier leurs corrélations
Légende de l'illustration :
2002
Inauguration de SPIRAL
+
Physique
Nucléaire
Séparation, Production, Ionisation et RéAccéLération de noyaux exotiques. Avec son énergie de faisceaux limitée à 100 MeV/nucléons, le GANIL ne peut poursuivre la course internationale aux noyaux exotiques qu'en changeant de technique : c'est la technique ISOL qui est choisie, grâce à un comité scientifique international présidé par Ben Mottelson, prix Nobel de physique en 1976. Cette technique permettra au GANIL de proposer de belles intensités de faisceaux exotiques réaccélérés, tout en maintenant une qualité de faisceau, et donc de précision des mesures, uniques. 
Légende de l'illustration : SPIRAL
© Philippe Stroppa / CEA
2003
2003
La construction du détecteur EGO/Virgo initial est achevée, il est mis en route
+
Astroparticules
Détecteur
2003
Démarrage de l’expérience NEMO3 à Fréjus pour l’étude des désintégrations de type 2vßß
+
Neutrinos
2004
2004
Création du Laboratoire des matériaux avancés (LMA)
+
Institutionnel
Le Service des matériaux amorphes (SMA), créé en 1972, devient le Laboratoire des matériaux avancés (LMA), qui fusionnera en 2019 avec l’Institut de physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I).
2004
La promesse des ondes plasma
+
Accélérateurs
Suite aux premières études de Tajima et Dowson en 1979, qui laissaient promettre la création de gradients accélérateurs de l’ordre de 100 GV/m (!) en faisant interagir un laser intense avec un plasma, de nombreuses équipes à travers le monde allaient explorer cette idée révolutionnaire pour en étudier les mécanismes. En France en particulier, les équipes des laboratoires de l’Ecole Polytechnique à Palaiseau parvenaient à mener plusieurs démonstrations expérimentales pionnières, comme l’accélération d’électrons par battements d’ondes (dès 1993 au LULI) ou l’accélération par champ de sillage laser avec injection externe d’électrons (en 1997 encore au LULI, avec la contribution du LPNHE-X, ex LLR). En 2004, le LOA parvient pour la première fois à obtenir des spectres d’électrons piqués en utilisant le régime non-linéaire dit "de la bulle", prouesse rendue possible grâce à l’évolution des lasers, toujours plus intenses et plus courts. Ces excellents résultats inciteront la communauté française à développer à partir de 2007 à l’Orme des Merisiers l’installation APOLLON, basée sur un laser femto-seconde de très haute intensité, conçu pour atteindre une puissance multi-petawatt. La première expérience pilote d’accélération d’électrons y sera réalisée en 2020 par l’équipe du LLR menée par Arnd Specka. Des expériences de production d’ions par interaction du laser avec une cible solide (ou gazeuse dense) devraient suivre, avec la participation côté IN2P3 du CENBG, actif sur le sujet depuis 2005.
Légende de l'illustration : L’accélération par ondes plasma à la une de la revue Nature, en Septembre 2004. L’équipe du LOA y publie pour la première fois la mesure d’un faisceau d’électrons quasi mono-énergétique, piqué à 170 MeV +-20MeV, obtenu en focalisant une impulsion laser de 1J et 35 fs dans un jet de gaz d’hélium sur une distance de l’ordre du mm. Le principe est simple: quand l'onde électromagnétique du laser (dont le champ propre est transverse) interagit avec le plasma, elle provoque une oscillation de la densité électronique dans son sillage (l'onde plasma), donnant ainsi naissance à des champs électriques longitudinaux dans laquelle l'accélération de particules chargées est possible.
© Nature
2004
La biologie se structure
+
Interdisciplinaire
Au cours de la décennie 2000 - 2010, la biologie et la santé se structurent à l’IN2P3. Ainsi, en 2004, le GDR MI2B (aujourd'hui intitulé "Outils et méthodes pour la lutte contre le cancer") voit le jour, et en 2006, l’IMNC (Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie), laboratoire réunissant des physiciens et des biologistes, est créé à Orsay. Les études menées à l’IN2P3 portent principalement sur l’optimisation des traitements par rayonnements ionisants, l’amélioration des techniques d’imagerie médicale, l'étude des mécanismes biologiques induits par les rayonnements ionisants et la production de nouveaux radionucléides pour la médecine nucléaire. 
Légende de l'illustration : Premier laboratoire de l'IN2P3 focalisé exclusivement sur des recherches à l’interface physique - biologie - médecine, l'IMNC a ouvert ses portes le 1er janvier 2006 sous l’impulsion d’Yves Charon. Il est issu de la fusion du groupe Interfaces Physique Biologie de l'IPNO et du groupe Modélisation Physique Interfaces Biologie de l'université Paris 7. Les grands axes de recherche, qui auront structuré ce laboratoire durant ses 17 ans, se sont développés autour de 3 grands thèmes : l'imagerie, la modélisation et la radiothérapie. 
2004
A la recherche de couplages exotiques dans l’interaction faible
+
Physique
Nucléaire
Les intensités des faisceaux exotiques de SPIRAL permettent d'envisager des expériences de haute précision. Grâce aux techniques de piégeage, les corrélations entre le positron et le neutrino révèlent la nature de l’interaction faible. Les résultats très prometteurs seront à l'origine du projet DESIR.
Légende de l'illustration : Piège RFQ
2004
JINR-IN2P3: une collaboration qui pèse
+
Physique
Nucléaire
De tous temps l'IN2P3 et le JINR ont eu une précieuse collaboration. Mais celle-ci va prendre un nouveau tournant quand les chercheurs de l'IN2P3 vont investir les projets GABRIELA et SHELS pour l'étude des noyaux super-lourds au Flerov Laboratory of Nuclear Reactions. Sur plus d'une quinzaine d'années de nombreux résultats à la pointe de la compétition internationale sur la production et la structure des noyaux super-lourds contribueront à comprendre la structure de ces éléments qui reste un mystère de l'interaction nucléaire
Légende de l'illustration :
2005
2005
Création du Laboratoire astroparticule et cosmologie (APC) par Pierre Binétruy
+
Institutionnel
Il est établi à l’Université de Paris. Dès ses débuts, le laboratoire mise sur l'interdisciplinarité, d'où la création de l'UMR avec pour tutelles Université Paris-Diderot, CNRS, CEA et Observatoire de Paris.
2005
RHIC confirme l’existence du plasma de quarks et gluons (QGP)
+
Physique
Hadronique
Cinq ans après l'annonce du CERN suivie de la mise en service à Brookhaven du collisionneur d'ions lourds RHIC, les expériences Phobos, Star, Phenix et Brahms auprès de cette machine confirment l'existence du plasma de quarks et de gluons (PQG), et conduisent des premières études systématiques de ses propriétés. Une avancée importante sera l'observation que le PQG se comporte comme un fluide parfait. D'autre part les collisions avec des protons polarisés à partir de 2015 a permis de mieux comprendre les effets de spin. Une trentaine de physiciens IN2P3 ont participé à ces expériences, notamment Phenix (LPC, LLR, IPNO, Subatech) et Star (IRS Strasbourg, Subatech), ainsi que Brahms (IRS Strasbourg).
Légende de l'illustration : Collision à STAR : Représentation par ordinateur de la collision de deux faisceaux d'ions or dans le détecteur STAR du collisionneur d'ions lourds relativistes du laboratoire national de Brookhaven. Les faisceaux se déplacent dans des directions opposées à une vitesse proche de celle de la lumière avant d'entrer en collision.
© Brookhaven National Laboratory / STAR
2005
La naissance de SPIRAL-2
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
Alors que les études pour une installation Européenne de faisceaux radioactifs de type ISOL (EURISOL) avaient indiqué dès 2002 la nécessité de poursuivre la R&D dans le domaine, la construction de SPIRAL-2, installation similaire de génération intermédiaire, est officiellement décidée en France en mai 2005, après 2 ans d’études d’avant-projet coordonnées par Alban Mosnier. Les laboratoires de l’IN2P3, fortement impliqués dans ce projet d’accélérateur destiné à produire les faisceaux d’ions les plus intenses au monde dans cette gamme d’énergie, prennent en charge en particulier : le développement du linac supraconducteur, dont un premier cryomodule accélérateur prototype sera validé début 2008 à Orsay, le développement de la source ECR d’ions lourds 18GHz Phoenix V2 et de sa ligne basse-énergie associée, qui produiront leur premier faisceau à Grenoble début 2010, ou encore la conception de l’usine cryogénique ainsi que divers aspects intrumentaux. Un vaste programme de R&D préparatoire est également lancé autour de la cible de carbure d’uranium et des systèmes de production de noyaux exotiques. Dans ce cadre, l’ensemble ALTO (Accélérateur Linéaire auprès du Tandem d’Orsay), capable de produire par photo-fission des noyaux riches en neutrons proches de ceux de SPIRAL-2 mais à des taux de production 100 à 1000 fois moins élevés, est construit à Orsay. Il produira son premier faisceau exotique ‘test’ en Juillet 2006 avant de devenir complètement opérationnel en 2012.
Légende de l'illustration : Schéma de l’installation SPIRAL-2 comme envisagée en 2006. Le projet est basé sur un linac supraconducteur composé de cavités quart d’ondes 88MHz capable de produire un faisceau de deutons de 5mA à 40 MeV (200 kW). Ce faisceau est utilisé pour créer un flux intense de neutrons qui, via une cible épaisse de carbure d’uranium, crée des produits de fission qui sont ensuite ionisés, triés et post-accélérés dans le cyclotron CIME. SPIRAL-2 envisage aussi de pouvoir accélérer jusqu'à 1 mA d'ions lourds A/q=3 à 15 MeV/nucléon. A cette époque, les salles NFS et S3 ne sont pas encore explicitement évoquées.
© GANIL
2005
Une plateforme interdisciplinaire autour des faisceaux d’ions inaugurée au CENBG
+
Interdisciplinaire
En 2005, inauguration de la plateforme AIFIRA (Applications Interdisciplinaires de Faisceaux d'Ions en Région Aquitaine) au CENBG auprès d'un nouvel accélérateur électrosatique (HVEE Singletron de 3.5 MV). La plateforme est notamment équipée d'un nouveau microfaisceau - dont le CENBG est le spécialiste depuis les années 80 - encore plus performant et permettent d’analyser des échantillons à l'échelle submicronique. Les applications d'AIFIRA sont multiples : recherches en physique fondamentale, sur l'environnement, les matériaux, l'énergie électronucléaire, le patrimoine et la biologie. Dans ce dernier domaine, une ligne dédiée à l'irradiation cellulaire offrira une précision permettant d’étudier des cellules individuelles irradiées avec une dose parfaitement contrôlée (jusqu’à un ion / cellule) au point d'y distinguer grâce à l’imagerie par fluorescence, les brins d’ADN cassés par le rayonnement. 
Légende de l'illustration : Le film « Des faisceaux pour les Hommes, les ions en action » est un documentaire de 52 minutes qui a été réalisé à l’occasion de l’inauguration du nouvel accélérateur d’ions AIFIRA au CENBG.
Crédit : CENBG.
2006
2006
Chasser la matière noire dans de lourds détecteurs grâce au projet XENON
+
Astroparticules
XENON est un projet de recherche sur la matière noire, conduit dans le laboratoire souterrain du Gran Sasso en Italie. L'emplacement souterrain du laboratoire fournit 3 100 m de blindage en équivalent eau et le détecteur est placé derrière un écran pour encore réduire le bruit de fond. XENON cherche à mettre en évidence des interactions de particules de matière noire, les WIMPs. En 2006 l’expérience prototype XENON10 (15 kg de xénon liquide) est installée. Elle sera suivie de XENON100 en 2008 et XENON1T en 2014. Ces expériences n'ont à ce jour pas détecté de particules WIMP mais elles ont pu fixer des limites d'énergies d'observation de plus en plus précises. En 2019, la collaboration rapporte la première observation directe de la double capture d'électrons à deux neutrinos dans des noyaux de xénon-124. Une observation qui conforte le potentiel de cette expérience. Le détecteur XENONnT, amélioration de XENON1T, est en cours d'assemblage et devrait mener à de nouvelles découvertes rapidement.
Légende de l'illustration : Le cœur du projet : La chambre de projection temporelle XENON1T TPC dans une salle blanche. Assemblage de la cage de champ électrique de XENON1T.
© XENON1T Collaboration
2006
Démarrage de l’expérience OPERA au Gran Sasso pour étudier les oscillations des neutrinos
+
Neutrinos
Physique
des particules
L'expérience OPERA au Gran Sasso (Abruzzes, Italie) traque depuis l'été 2006 les oscillations de neutrinos produits à 730 km de là, au CERN. L'expérience est concue pour observer directement l'apparition de neutrinos tauiques, résultant d'oscillations des neutrinos muoniques produit à Genève, ce qui serait une preuve directe de l'oscillation des neutrinos, confortant les résultats de disparition obtenus par Super-Kamiokande en 1998. Le détecteur OPERA est un détecteur hybride combinant la précision des émulsions photographiques avec la réactivité de scintillateurs lus électroniquement. Les groupes français (IPHC, IPNL. LAPP) ont contribué à la partie scintillante, son acquisition de données et à l'outil de manipulation des briques d'émulsion.
Légende de l'illustration : L'expérience OPERA au Gran Sasso.
2006
La première ligne de détection du télescope à neutrinos ANTARES
+
Astroparticules
Détecteur
Neutrinos
ANTARES est le premier télescope sous-marin au monde destiné à étudier les neutrinos cosmiques de très haute énergie. Il est immergé à 2500 mètres de profondeur et est reliée par le robot Victor 6000 de l'Ifremer. Il est né de l’idée de détecter la lumière Tcherenkov produite lors du passage des leptons chargés issus de l’interaction des neutrinos. Pour ce faire, il faut concevoir des détecteurs gigantesques. La profondeur abyssale servira de bouclier contre le rayonnement atmosphérique. La Méditerranée est idéale car elle rassemble les caractéristiques principales demandées : une grande profondeur à proximité des côtés, des logistiques côtières de pointe, d’excellentes propriétés optiques et une complémentarité avec IceCube en développement au Pôle Sud. A la fin des années 1990, ANTARES devient une collaboration internationale. Le détecteur complet ne sera achevé qu’en mai 2008, mais aujourd’hui encore, par 2500 m de fond, ANTARES continue sa prise de données…
Légende de l'illustration : Une ligne de détection du télescope sous-marin à neutrinos ANTARES, prête à être déployée en Méditerranée, au large de l'île de Porquerolles, par 2 500 mètres de profondeur. ANTARES est le premier télescope sous-marin destiné à étudier les neutrinos cosmiques de très haute énergie. Ces particules fugaces sont émises par les sources les plus lointaines et violentes de l'Univers, comme les pulsars ou les restes de supernovae. L'enjeu d'Antares est donc de mieux connaître la structure de l'Univers, mais aussi de percer le secret de la masse manquante.
© Marie CHEVAIS/CPPM/CNRS Photothèque
2007
2007
Création de l’Organisation de micro-électronique générale avancée (OMEGA)
+
Institutionnel
Le Pôle de microélectronique de l'IN2P3 est hébergé au sein du Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL) à Orsay.
2007
De TESLA à European XFEL
+
Accélérateurs
Au début des années 2000, la technologie supraconductrice 1.3 GHz développée par la collaboration TTF démontrait d’excellents résultats, avec en particulier des champs accélérateurs sur cavités prototypes atteignant jusqu'à 35MV/m, contre seulement 5MV/m en 1992. Sur la base du rapport technique TESLA, publié en 2001, l’ICFA (International Committee for Future Accelerators) recommandait ainsi en Septembre 2004 le choix de cette technologie pour le prochain collisionneur linéaire, permettant aux trois projets existants (le Next Linear Collider de SLAC, le Global Linear Collider de KEK - tous deux basés sur une technologie cuivre en 'bande X' à 11.4GHz - et TESLA) d’unir leurs efforts vers un seul projet commun : l’ILC (International Linear Collider). En parallèle, l’Allemagne décidait de construire à DESY un laser à électrons libres de nouvelle génération basé sur cette même technologie: le European XFEL est officiellement lancé en 2007. Dans le cadre de la contribution française au projet, le LAL, qui s’était fortement investi depuis 2001 sur la conception des coupleurs TTF, prend en charge le développement, la production et le conditionnement RF des 800 coupleurs de puissance de ce linac de 17.5 GeV et 2.1 km. Début 2014, les premiers coupleurs seront produits et livrés au CEA Saclay, qui prend en charge de son côté l’assemblage des 100 cryomodules de la machine, et fin 2016, l'installation dans le tunnel sera achevée. Le XFEL sera rapidement mis en service et inauguré en Septembre 2017.
Légende de l'illustration : Vue de la salle blanche classe 100 du LAL, dans laquelle les 800 coupleurs de puissance de l'accélérateur linéaire de l'European XFEL (European X-ray Free Electron Laser) seront préparés et conditionnés. Cette infrastructure a été conçue pour permettre le traitement et le test, chaque semaine, de huit coupleurs en parallèle.
© CNRS, IJCLab Orsay.
2007
Les quatre grands détecteurs auprès du LHC sont terminés et prêts à prendre des données.
+
Calcul
et Données
Détecteur
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Les quatre grands détecteurs auprès du LHC, auxquels les laboratoires de l'IN2P3 ont apporté des contributions majeures, sont terminés et prêts à prendre des données. Il s'agit des deux détecteurs géants polyvalents ATLAS et CMS, de l'expérience ALICE pour les ions lourds, et du détecteur LHCb pour la physique des hadrons beaux. Les contributions principales de l'IN2P3 à travers la quasi-totalité de ses laboratoires concernent les calorimètres (ATLAS, CMS, LHCb) pour mesurer l'énergie des photons et des électrons, les trajectographes (ATLAS, CMS, ALICE) pour mesurer les trajectoires des particules chargées, avec notamment des développements innovants (calorimètre en accordéon à argon liquide d’ATLAS et à cristaux de CMS, détecteurs à pixels pour ATLAS et ALICE et à micro-pistes pour CMS).
2007
Une nouvelle plateforme pluridisciplinaire d’irradiation et d’implantation à Orsay
+
Interdisciplinaire
En 2007, création de la plateforme JANNuS-SCALP (Joint Accelerators for Nanosciences and NUclear Simulation - Synthèse et Caractérisation par des ions AccéLérés pour la recherche Pluridisciplinaire) à Orsay, qui regroupe l'implanteur IRMA, l'accélérateur ARAMIS (Accelerator for Research on Astrophysics, Microanalysis and Implantation in Solids) et le microscope électronique (MET). Cette plateforme va permettre le développement de nombreuses activités de recherche pluridisciplinaire, autour de l'énergie nucléaire (fusion/fission) et solaire, de la microélectronique et de la production d’isotopes pour le médical.
Légende de l'illustration : Vue de la plateforme JANNuS-SCALP (Synthèse et Caractérisation par des ions AccéLérés pour la recherche Pluridisciplinaire) à Orsay, qui regroupe l'implanteur IRMA, l'accélérateur ARAMIS et le microscope électronique (MET).
Crédit : J.-F. Dars, IJCLab.
2007
Le contrôle en ligne de la hadronthérapie
+
Interdisciplinaire
Dès 2007, plusieurs laboratoires (CPPM, IPHC, IPNL, LPC, LPSC) se lancent dans les mesures des rayonnements secondaires pour le contrôle en ligne de l’hadronthérapie, technique de radiothérapie prometteuse (faisceaux de protons, de carbone,...). Une expérience pionnière de mesure de gamma prompts par temps de vol a lieu en 2007. Plusieurs méthodes sont mises au point pour l’imagerie et le comptage intégral, et des mesures par tracking de protons secondaires seront effectuées, en particulier au sein de la collaboration CLaRyS (Contrôle en Ligne de l’hAdronthérapie par RaYonnements Secondaires) à partir de 2016. Le projet européen ENVISION (European NoVel Imaging Systems for ION therapy), au sein du réseau européen ENLIGHT (European Network for LIGht ion Hadron Therapy), a fortement structuré et financé cette activité dès 2013.
Légende de l'illustration : Exemple de spectre de gamma prompts (courbe du haut, carrés en noir) obtenu lors de l'irradiation d'un échantillon de PMMA (polymère) avec un faisceau d'ions carbone de 73 MeV/u au GANIL. Applied Physics Letters 93 (2008) 093506 et arXiv:0809.0185
2007
L’hydrogène le plus lourd
+
Physique
Nucléaire
Grâce au faisceau intense d'He8 de SPIRAL1 le plus lourd isotope d'hydrogène jamais produit en laboratoire est observé : 6 neutrons pour un seul proton, liés le temps d'une résonance, observé avec 7 événements !  L'hydrogène 7 peut être compris comme un halo de 4 neutrons autour du coeur triton, formant deux condensés de Bose qui se repoussent... Mais maintenus entre eux grâce au triton!. Le comportement des neutrons dans cette forme est important pour comprendre les limites de la structure nucléaire, mais aussi pour l'étude de la matière neutronique diluée comme dans certaines phases des étoiles à neutron.
Légende de l'illustration : M. F. Caamaño
2007
Un nouvel effondrement de couches
+
Physique
Nucléaire
Grâce aux spectromètres alpha et SPEG du GANIL, le Si42, comportant 14 protons et 28 neutrons est produit et son premier état excité observé, avec seulement 8 événements par jour ! La mesure de cet état montre que 28, le nombre magique responsable du pic d'abondance des éléments proche du Fe, s'effondre dans ce noyau loin de la vallée de la stabilité. Une preuve supplémentaire de l'évolution de l'interaction spin-orbite dans la matière exotique
Légende de l'illustration : Evolution des premiers états excités dans les isotopes du Ca (20 protons) et du Si (14 protons). L'absence du saut caractéristique à N=28 pour la chaine du Si montre que l'effondrement de la fermeture de couche. B. Bastin al., Phys. Rev. Lett. 99, 2007, 022503
2008
2008
A la poursuite de l’énergie noire avec EUCLID
+
Cosmologie
L’Agence spatiale européenne (ESA) définit les caractéristiques de la mission spatiale, Euclid, destinée à l’étude de l’énergie noire. Euclid utilise deux techniques complémentaires : les effets de lentilles gravitationnelles et l’étude de la distribution des galaxies dans l’Univers. Son lancement est planifié pour 2022. La mission nominale doit se terminer en 2032. L’IN2P3 travaille sur Euclid en partenariat avec le CNES.
Légende de l'illustration : Modèle de vol (FM) du plan focal de l’instrument NISP de la mission Euclid. Les seize détecteurs infrarouges sont intégrés en faisant le plus grand plan focal infrarouge existant.
Euclid_NISP-FM-integration-6
Euclid_NISP-FM-integration-6 (24 octobre 2018): Modèle de vol (FM) du plan focal de l’instrument NISP de la mission Euclid. Les seize détecteurs infrarouges sont intégrés en faisant le plus grand plan focal infrarouge existant
© CNRS - CPPM / Photothèque IN2P3
2008
Fermi : étudier les phénomènes violents de l’Univers
+
Astroparticules
Cosmologie
Le 11 juin 2008, le télescope spatial FERMI (anciennement GLAST : Gamma-ray Large Area Space Telescope) est lancé depuis Cap Canaveral. Il est destiné à l'étude des rayons gamma de haute énergie. Cet appareillage est le successeur du détecteur EGRET installé sur le satellite CGRO. Fermi est toujours en fonctionnement en 2021, et a permis de cartographier le ciel en rayonnement gamma. Il a également permis de révéler les phénomènes les plus violents de l'Univers : pulsars, supernovae, sursauts gamma, quasars, etc.
Légende de l'illustration : Pour un télescope à rayons gamma en orbite autour de la Terre, cette dernière est en fait la source la plus brillante de rayons gamma. Ils sont produits lorsque des particules de haute énergie, les rayons cosmiques de l'espace, s'écrasent dans l'atmosphère. Bien que cette interaction empêche les rayonnements nocifs d'atteindre la surface, ces rayons dominent dans cette remarquable vue de la Terre et du ciel prise par le télescope orbital Fermi Gamma-ray Space Telescope's Large Area Telescope. L'image a été construite en utilisant uniquement les observations réalisées lorsque le centre de notre galaxie la Voie lactée était proche du zénith, directement au-dessus du satellite Fermi. Le zénith est cartographié au centre du champ.
Crédit image : International Fermi Large Area Telescope Collaboration, NASA, DOE.
2008
Premières collisions de protons dans le LHC
+
Accélérateurs
Détecteur
Physique
des particules
Premières collisions de protons dans le LHC le 10 septembre 2008, suivies hélas neuf jours plus tard d'une panne majeure qui endommagea un secteur de l'accélérateur. Plus d'un an de travaux fut nécessaire avant de redémarrer la machine.
2008
La naissance de deux plateformes de production de radionucléides à Nantes et à Strasbourg
+
Interdisciplinaire
A partir de 2008, deux plateformes interdisciplinaires voient le jour : ARRONAX (Accélérateur pour la Recherche en Radiochimie et en Oncologie de Nantes Atlantique), prototype de cyclotron multi-particules (protons, deutons, particules alpha) haute énergie (70 MeV) et haute intensité à Nantes (inauguration en 2008), et le cyclotron Cyrcé (CYclotron pour la ReCherche et l’Enseignement, protons, 25 MeV) à Strasbourg (inauguration en 2013). Ces deux accélérateurs sont dédiés non seulement à la production de radionucléides pour la médecine nucléaire mais aussi à de nombreuses recherches pluridisciplinaires impliquant physiciens, (radio)chimistes, biologistes et médecins. Les domaines couverts sont vastes, comme par exemple la médecine nucléaire, les tests de détecteurs, la radiolyse, la radiobiologie, la physique nucléaire, et le contrôle non destructif. 
Légende de l'illustration : Vue de la salle du cyclotron ARRONAX (Accélérateur pour la Recherche en Radiochimie et en Oncologie de Nantes Atlantique), unique au monde par ses caractéristiques, à la date de sa mise en service (multiparticules : protons, deutons, particules alpha, haute énergie : 70 MeV, haute intensité : 750 microA). Vidéo : https://vimeo.com/42821714. Crédit : ARRONAX. 
2008
Développement et applications de la muographie
+
Interdisciplinaire
2008 voit la première application en Europe de la muographie par émulsions photographiques conduite par l’IN2P3 et l'INSU dans le cadre du projet DIAPHANE à l'IPNL. L'étude est menée sur le volcan la Soufrière en Guadeloupe, en sous-terrain pour caractériser les couches géologiques, et à l’air libre pour scanner les structures situées au-dessus de l’horizon. Les scientifiques utilisent pour cette application les émulsions développées dans le cadre de l'expérience OPERA sur les neutrinos. En 2009, c'est au tour du Puy de Dôme d'être passé au crible par le LPC. Puis en 2010, les volcans Mayon aux Philippines, Etna en Sicile, et Stromboli aux îles Éoliennes sont étudiés. L'IPNL se concentre sur les études géologiques par muographie souterraine, par exemple au laboratoire souterrain du Mont Terri, conduisant en 2020 à la création de la startup Muon Sight.
Légende de l'illustration :  Photographie d'un télescope à muons déployé sur le volcan la Soufrière en Guadeloupe, dans le cadre du projet DIAPHANE.
Crédit : J. Marteau, IPNL.
2009
2009
Le satellite Planck : retour vers le passé
+
Cosmologie
Le 14 mai, le satellite PLANCK est lancé depuis Kourou à bord d'une fusée Ariane 5. Il doit étudier la matière noire et le fond diffus cosmologique, trace de l'Univers à ses débuts. C'est la méthode de tri des données d'une équipe de l'IN2P3 qui sera retenue. Le satellite publie en 2015 ses résultats finaux et l'image la plus précise à ce jour du fond diffus cosmologique. La mission a permis de valider la théorie de l'inflation cosmique, part importante du modèle standard de la cosmologie. Planck a aussi précisé les proportions des composants actuels de notre Univers. Planck est un partenariat entre l’IN2P3 et le CNES.
Légende de l'illustration :
Montage photo Planck pour les 60 ans du LAL
2009
L’oscillation des neutrinos : de la découverte à la caractérisation
+
Neutrinos
Physique
des particules
À ce point, l'oscillation de neutrinos a été démontrée par la disparition des neutrinos muoniques (expériences Super-Kamiokande, K2K et MINOS) et électroniques (expériences SNO et KamLAND). Par contre la probabilité que les neutrinos muoniques se transforment en neutrinos électroniques est anticipée comme étant probablement faible: cependant il est très important de la mesurer car elle ouvre la porte à la découverte d’une éventuelle violation de la symétrie de charge-parité (CP) par les neutrinos. Réutilisant le détecteur lointain Super-Kamiokande, l'expérience T2K (Tokai to Kamioka) est construite à J-PARC au Japon avec un faisceau optimisé et trois détecteurs proches complémentaires : INGRID, ND280, WAGASCI. Les groupes du LLR et du LPNHE participent à cette expérience depuis le début en travaillant sur la prédiction du flux de neutrinos (via l’expérience NA61/SHINE au CERN), sur les trois détecteurs proches et sur Super-Kamiokande.
Légende de l'illustration : Détecteur proche ND280 de T2K en cours d’installation au fond du puits avec l’aimant en position ouverte.
© The T2K experiment / http://t2k-experiment.org / CC BY-NC 4.0
2009
Livraison et installation de l’accélérateur Guinevere sur le site de Mol en Belgique (prototype pour Myrrha)
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
2009
Redémarrage du LHC le 20 novembre après l’incident de 2008.
+
Accélérateurs
Détecteur
Physique
des particules
Après l'incident lors du premier démarrage en septembre 2008, le LHC réparé est remis en service le 20 novembre 2009. Dix jours plus tard il bat le record mondial de l'énergie de collisions de protons, avec 2,36 TeV, supplantant ainsi le Tevatron de Chicago. Le 30 mars 2010, l'énergie de chaque faisceau est portée à 3,5 TeV, permettant des collisions à 7 TeV, et le LHC fonctionne sans discontinuer jusqu'au 4 novembre 2010. En 2011 la machine dépasse les objectifs prévus, fournissant en 120 jours de fonctionnement cinquante fois plus de données qu'en 2010. Le 5 avril 2012 l'énergie des collisions dans le LHC est portée à 8 TeV. Ces derniers mois de données seront essentiels pour la découverte du boson de Higgs.
2009
Une nouvelle plateforme pluridisciplinaire au CENBG dédiée aux basses radioactivités
+
Interdisciplinaire
Fin 2009, le CENBG, fort de son expertise autour des faibles radioactivités en particuler dans le cadre de l'expérience NEMO, inaugure la nouvelle plateforme PRISNA (Plate-forme Régionale Interdisciplinaire de Spectrométrie Nucléaire en Aquitaine). Cette plateforme est spécialisée dans les mesures de très faible niveau de radioactivité et permet l'émergence de nombreuses applications originales, comme la mesure de radiopureté des matériaux pour des expériences de physique fondamentale (SuperNEMO), la datation par des méthodes paléodosimétriques en sciences humaines et sociales, l'origine géographique de produits alimentaires, etc.
Légende de l'illustration : Authentification d'une bouteille de vin grâce au spectromètre germanium de PRISNA (Plate-forme Régionale Interdisciplinaire de Spectrométrie Nucléaire en Aquitaine). Il mesure le taux de césium 137, un isotope radioactif présent dans le vin, et permet ainsi de vérifier sa date de production. En effet, le vin conserve la mémoire des retombées radioactives des essais nucléaires atmosphériques. Le spectromètre est construit à partir de cristaux de germanium de haute pureté (au centre) entourés d'un blindage de plomb. Cette méthode est simple et rapide mais ne permet pas de dater le vin avant 1950.
Crédit : équipe neutrinos, PRISNA, CENBG
2009
Combiner électrons et lasers
+
Accélérateurs
Physique
des particules
En parallèle, les équipes du LAL poursuivaient activement la R&D sur les photo-injecteurs déclenchés par laser. En 2002, ils réalisaient en particulier, pour le Laboratoire de Chimie Physique d’Orsay, l’accélérateur ELYSE, capable de produire des implusions courtes (de 5 à 10 ps) d'électrons de quelques MeV grâce à l'illumination par un laser femtoseconde d’une photocathode en Tellure de Cesium. Ils mettaient ensuite en oeuvre la plateforme de test PHIL (PHoto-Injecteur au LAL), dédiée à la R&D sur les sources d’électrons très intenses et très brèves, qui produit son premier faisceau en 2009. Cette même année, profitant de la montée en puissance de la technologie des lasers et de l’accroissement de la finesse des cavités optiques de type Fabry-Pérot, les équipes du LAL publient le 'Conceptual Design Report' du projet ThomX, démonstrateur de source de lumière X compacte utilisant le principe de diffusion Compton inverse et visant diverses applications (médical, patrimoine culurel, science des matériaux). La construction de ThomX, visant à produire des X durs de plusieurs dizaines de keV grâce à un faisceau d’électrons de 50 MeV, sera officiellement lancé en 2011. L’expertise de niveau international développée par les équipes du LAL sur ces technologies adressant l'interaction Compton les conduira ensuite à participer à divers projets innovants, en particulier autour de la production de rayonnements gamma (expériences à ATF au KEK, projet GBS en Roumanie, projet Gamma Factory au CERN...).
Légende de l'illustration : Photographie du circulateur laser développé par le LAL pour le projet Gamma Beam System (GBS) d'ELI-NP en Roumanie, validé expérimentalement en 2018. Avec sa trentaine de miroirs, il est capable de concentrer la puissance lumineuse fournie par un laser dans un cercle de 10 µm de rayon. Lorsque ces photons, d'une énergie de l'ordre de quelques eV, sont envoyés sur des électrons ultra-relativistes, ce choc produit des photons rétrodiffusés de très haute énergie: c’est l’effet Compton inverse. Dans le cas du projet GBS, basé sur un linac d'électrons d'environ 700 MeV, l'idée était de produire des rayons gamma de 20 MeV.
© CNRS, IJCLab Orsay
2010
2010
Planck envoie sa première image intégrale du ciel
+
Cosmologie
Le satellite Planck envoie sa première image intégrale du ciel, avec une vue particulière et inédite de la Voie lactée, riche de 35 millions de pixels. 
2010
L’expérience OPERA annonce la première apparition d’un neutrino tau dans le faisceau de neutrinos muoniques
+
Neutrinos
Physique
des particules
Le détecteur OPERA au Gran Sasso recherche l'apparition de neutrinos tauiques dans un faisceau de neutrinos muoniques émis à 730km de là au CERN. Le 22 août 2009, le détecteur enregistre le passage d'un premier neutrino tau, détecté alors que plus de 10 milliards de milliards de neutrinos muoniques avaient été envoyés depuis le CERN, ce qui illustre la difficulté de ce type d'expériences. Ce résultat est obtenu après dépouillement des données et donc annoncé ultérieurement, en 2010.
2010
Montée en puissance des études de l’impact de la radioactivité dans l’environnement
+
Interdisciplinaire
Les années 2010 voient la communauté scientifique se structurer autour de l'étude de l'impact de la radioactivité dans l'environnement. Ainsi, en 2010, le réseau Becquerel est créé par l'IN2P3, afin notamment de répondre aux préoccupations sociétales sur l’impact de la radioactivité naturelle et artificielle sur l’homme et l’environnement. En 2015, la ZATU (Zone Atelier Territoires Uranifères) est créée par l'INEE, il s'agit d'une approche inter-organismes et pluridisciplinaire qui vise à répondre à des grandes questions scientifiques en lien avec des enjeux sociétaux ancrés dans le territoire étudié : risque lié aux (TE)NORM - (Technologically Enhanced) Naturally Occurring Radioactive Materials - dans le domaine des faibles doses pour les socio-écosystèmes, et perception du risque. Il s'agit du premier observatoire de recherche radioécologique à long terme labellisé en Europe. En 2018, c'est la création de l'Observatoire Homme-Milieux de Fessenheim, suite à la décision de la fermeture de la centrale nucléaire. 
Légende de l'illustration : Photographie de l'ancienne mine d'uranium de Rophin. C'est l'un des deux premiers sites ateliers de la Zone Atelier "Territoires Uranifères" (ZATU). Le caractère exceptionnel du site vient du fait qu’il est le seul site de stockage de résidus de traitement sur le territoire français qui n’a pas été remodelé depuis sa constitution dans les années 50. L'écosystème du site est donc d’un intérêt exceptionnel.
Crédit : ZATU (https://zatu.org)
2011
2011
A la recherche de l’antimatière et de la matière noire avec AMS
+
Astroparticules
Cosmologie
Physique
des particules
Le 16 mai, AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) décolle à bord de la navette Endeavour lors de la mission STS-134. Installé sur la station spatiale internationale (ISS) le 19 mai, AMS-02 caractérise les particules et antiparticules du rayonnement cosmique. Un premier prototype, AMS-01, avait été testé avec succès en juin 1998, pendant un vol de 12 jours. L'expérience AMS-02 est toujours aujourd'hui en orbite autour de la Terre : de quoi faire des mesures marquantes. AMS-02 détecte en 2016 un excès de positrons, les anti-électrons, par rapport aux modèles théoriques. Antimatière créée par des pulsars ou signe indirect de la fameuse matière noire ? ? Plusieurs hypothèses existent, et AMS en restant accroché à l'ISS jusqu'à l'abandon de cette dernière pourrait bien nous donner la réponse.
Légende de l'illustration : AMS sur le Station spatiale internationale.
IN2P3-LAPP-AMS-NASA-550933main s134e007532 hires full
IN2P3-LAPP-AMS-NASA-550933main s134e007532 hires full: Le détecteur AMS installé sur la Station Spatiale Internationale
© NASA 
2011
Observation de neutrinos du type électronique
+
Neutrinos
Physique
des particules
L’expérience T2K observe l’apparition de six neutrinos du type électronique dans le faisceau des neutrinos muoniques. Après l’arrêt de l’expérience pendant un an dû aux dégâts du tremblement de terre de mars 2011 au Japon, cette première indication a été confirmée par T2K avec plus de statistique en 2013 et a valu à la collaboration le prix du journal "La Recherche" en 2012 et le « Breakthrough Prize in Fundamental Physics » en 2016.
Légende de l'illustration : Interactions de neutrinos vus par INGRID (haut), ND280 (centre) et Super-Kamiokande (bas)
© The T2K experiment / http://t2k-experiment.org / CC BY-NC 4.0
2011
Début de la construction d’Advanced Virgo
+
Astroparticules
Advanced Virgo va permettre d'améliorer grandement la sensibilité de Virgo pour la détection des ondes gravitationnelles.
2011
Premières mesures de la transformation des neutrinos pendant leur vol avec Double Chooz
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
2011
Des projets européens pour les réacteurs à sels fondus
+
Interdisciplinaire
En 2011, lancement du projet EVOL (Evaluation and Viability Of Liquid fuel fast reactor system) impliquant l'IPNO et le LPSC, projet dans lequel une action est dédiée à la conception et à la sûreté des réacteurs à sels fondus. En 2015, le projet européen SAMOFAR (Safety Assessment of the Molten Salt Fast Reactor) est lancé avec l'IPNO sur l'évaluation de la sûreté des réacteurs rapides à sels fondus; l'objectif principal est de réaliser une percée dans le domaine de la sûreté nucléaire et de la gestion des déchets nucléaires, afin de rendre l'énergie nucléaire réellement sûre et durable. À cette fin, un nouveau type de réacteur nucléaire, le réacteur rapide à sels fondus (intitulé "MSFR" - Molten Salt Fast Reactor), a été proposé. Ces études de sûreté se poursuivent aujourd'hui dans le cadre du projet européen SAMOSAFER (Severe Accident Modeling and Safety Assessment for Fluid-fuel Energy Reactors) lancé en 2019 et impliquant également Nantes. L'IN2P3 et Framatome signent un accord de collaboration autour des réacteurs à sels fondus en 2020.
Légende de l'illustration : Caractéristiques techniques du réacteur rapide à sels fondus (MSFR) du CNRS/IN2P3 : selon ce concept, dit « de référence », le réacteur est compact : pour un réacteur de grande puissance (par exemple 3 GWth, comme pour un réacteur de type EPR), les dimensions sont de 2,3 m de haut par 2,3 m de diamètre, à comparer aux dimensions du coeur de l'EPR (environ 11 m de haut sur 5 m de diamètre). La géométrie est simple, le design intégré (les échangeurs de chaleur sont dans la cuve). Le réacteur fonctionne avec un spectre neutronique rapide et le refroidissement est assuré par le combustible en circulation. Ce type de réacteur présente un haut niveau de sûreté.
Crédit : équipe MSFR, LPSC.
2011
Des plateformes expérimentales spécialisées pour des applications pluridisciplinaires
+
Interdisciplinaire
La décennie 2010-2020 voit fleurir des plateformes expérimentales hautement spécialisées et utilisées pour des applications pluridisciplinaires. En 2011 à Orsay, sur JANNuS, l'accélérateur ARAMIS est couplé à un implanteur basse énergie et au MET. Les premières études dynamiques du comportement de matériaux pour le stockage déchets nucléaires y sont menées. A Bordeaux, en 2012, mise en service sur AIFIRA de la "microsonde" nucléaire dédiée à l’irradiation de cellules biologiques en dose contrôlée (« une particule - une cellule »). Elle sera dupliquée et vendue à l'IRSN. A Lyon, la plateforme RADIOGRAAFF est mise en service en 2014 pour les irradiations cellulaires par faisceaux de protons de 3 MeV, elle est elle aussi équipée d'un laboratoire de radiobiologie. A Strabourg, la plateforme d'imagerie multimodale microCT/microTEMP/microTEP du petit animal AMISSA (A Multimodality Imaging System for Small Animal) est développée, en parallèle de la version multimodale TEP/CT de ClearPET à Marseille, pour étudier le métabolisme ou la pharmacologie chez le petit animal. ANDROMEDE est mise en service à Orsay en 2016, principlement dédiée à l’analyse par spectrométrie de masse de nano-domaines et nano-objets présents sur une surface. Toujours à Orsay, à l'IMNC, la plateforme d'imagerie multiphotonique du petit animal PIMPA (Plateforme d'Imagerie Multiphotonique du Petit Animal) voit le jour, c'est un outil de pointe destiné à l’imagerie optique non linéaire chez le petit animal. GENESIS (Generator of Neutrons for Science and IrradiationS) voit le jour en 2017 à Grenoble pour l'irradiation avec des neutrons rapides. A Strasbourg, PRECy (Plateforme de Radiobiologie Expérimentale auprès de Cyrcé) est inaugurée sur CYRCé en 2020, elle sera principalement dédiée à l'étude de l'efficacité radiobiologique des irradiations par protons.
Légende de l'illustration : Vue de l'infrastructure d’irradiation et de radiobiologie PRECy du plateau technique CYRCé développé depuis 2008 à l'IPHC. Elle permettra de rassembler sur un même site et autour du cyclotron toutes les composantes essentielles aux études de biologie et de cancérologie utilisant les technologies de marquage et/ou de traitement nucléaires.
Crédit : M. Rousseau, N. Busser, IPHC.
2011
La voie de la transmutation avec GUINEVERE
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
Alors que les équipes de l’institut avaient pris l’habitude d’apporter leur support au développement des machines françaises de hadronthérapie (contribution à la mise en œuvre du cyclotron Medicyc à Nice et du CPO à Orsay dès 1991, puis au projet ETOILE et à la conception d’ARCHADE à Caen), les années 2000 voyaient l’émergence d’une autre activité de R&D 'sociétale' autour des ADS (Accelerator-Driven Systems), envisagés pour le retraitement de certains déchets nucléaires par transmutation. Après des premières expériences menées au CERN puis auprès du réacteur Masurca au CEA de Cadarache en 1999, les équipes de l’IN2P3 entamaient une collaboration fructueuse avec le Centre d’étude de l’Energie Nucléaire (SCK•CEN) de Belgique. En 2011 est ainsi mise en fonctionnement à Mol la première maquette d'ADS au monde, GUINEVERE, basée sur un réacteur nucléaire sous-critique rapide caloporté au plomb et piloté par un accélérateur de deutons, GENEPI-3C, construit par l’IN2P3 sous la coordination du LPSC. Cette même année, les équipes de l'IPN lancent le projet Européen MAX, dédié à la conception de l'accélérateur de protons de 2.4 MW du projet MYRRHA (Multipurpose Hybrid Research Reactor for High-tech Application), projet visant à construire, toujours à Mol, le premier démonstrateur mondial d'ADS à puissance significative. La construction de la première phase de MYRRHA sera lancée sur cette base en Septembre 2018 par le SCK•CEN, avec une contribution significative des équipes de l'IN2P3.
Légende de l'illustration : Insertion de la ligne verticale de l'accélérateur Genepi-3C dans le coeur du réacteur de GUINEVERE, à Mol en Belgique (SCK-CEN).
© CNRS, LPSC Grenoble
2011
Des solutions logicielles spécialisées tous azimuts 
+
Interdisciplinaire
De nombreux travaux se poursuivent autour du développement de plateformes logicielles spécialisées. En 2011, plusieurs laboratoires contribuent à la production du logiciel de simulation Monte Carlo GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) version 6, dans le contexte de la collaboration internationale OpenGATE. En 2014, Geant4-DNA permet pour la première fois de modéliser en accès libre les premiers instants de la radiolyse de l'eau, une étape nécessaire pour la simulation des dommages précoces et tardifs à l'ADN, qui sera atteinte en 2020. En 2015, le code de modélisation TFM-OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) est développé à Grenoble pour la cinétique neutronique, initialement pour les réacteurs à sels fondus, et adapté également pour des cas des réacteurs à eau préssurisée. Il sera utilisé au CEA pour des calculs sur le réacteur ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration) à Marcoule ou sur le réacteur de recherche ZEPHYR (Zero power Experimental PHYsics Reactor) à Cadarache. En 2017, le code SMURE est développé, pour les calculs d’évolution du combustible dans un réacteur nucléaire, pour l'étude du couplage thermo-hydraulique, et de l'évolution dynamique de la géométrie. En parallèle, le développement du code de scénario CLASS (Core Library for Advanced Scenario Simulation) est lancé. Son objectif sur le court terme est de calculer l'inventaire en matière radioactive d'un parc nucléaire complexe à l'équilibre ou en phase de transition. Sur le plus long terme, il deviendra un outil multi-critères d'évaluation de scénarios électronucléaires intégrant des notions de non-prolifération, de risque ou encore d'économie. En 2017, le code NanOx développé à Lyon permet de prédire la survie cellulaire et la dose biologique en hadronthérapie. En 2018, la plateforme de modélisation en radiothérapie (PMRT) est lancée à Caen, combinant modélisation, collection de données santé ("big data") et instrumentation pour la prédiction du contrôle tumoral et le risque de complications aux tissus sains, notamment dans le contexte de la protonthérapie.
Légende de l'illustration : La plateforme de modélisation en radiothérapie (PMRT) pilotée par le LPC à Caen, combinant modélisation, collection de données santé et instrumentation, pour la prédiction du contrôle tumoral et le risque de complications aux tissus sains, notamment dans le contexte de la protonthérapie.
2011
Premiers calculs ab-initio en France
+
Physique
Nucléaire
2012
2012
Installation du 5e télescope HESS-II, plus grand télescope Tcherenkov à ce jour
+
Astroparticules
2012
Les expériences ATLAS et CMS annoncent le 4 juillet 2012 la découverte du boson de Higgs (Brout-Englert-Higgs)
+
Physique
des particules
Le 4 juillet 2012 les collaborations ATLAS et CMS présentent les résultats obtenus en ajoutant aux données du LHC à 7 TeV les nouvelles données à 8 TeV collectées dans les mois précédents. L'amphithéâtre principal du CERN est plein à craquer, l'événement est retransmis en direct sur le web et en Eurovision, et quelques invités de marque informés in extremis ont pu faire le déplacement à Genève, dont Peter Higgs et François Englert qui ont co-inventé le mécanisme de Brout-Englert-Higgs 40 ans plus tôt. Joe Incandela pour CMS puis Fabiola Gianotti pour ATLAS présentent les résultats historiques établissant la découverte d'une nouvelle particule ayant une masse proche de 125 GeV et a priori les propriétés requises pour être le boson de Higgs ! Le prix Nobel de physique 2013 sera attribué à Peter Higgs et François Englert.
2012
De nouvelles solutions innovantes pour l’imagerie médicale
+
Interdisciplinaire
Tout au long de cette décennie, de nouvelles approches innovantes voient le jour pour l'imagerie médicale. Quelques exemples sont présentés ici. A Nantes, en 2012, c'est la mesure de la résolution angulaire de l’imagerie à 3 photons avec XEMIS (Xenon Imaging medical system) version 1 (2° à 1 MeV) et le lancement de la construction de la caméra XEMIS 2 pour imager de petits animaux. A Orsay en 2013 se met en place un transfert vers l'industrie de l'imageur TRECAM (Tumor Resection CAMera) avec la société allemande LITEF (filiale de Northrop Gruman), dans le cadre d’un accord impliquant également Strasbourg. Egalement cette année-là à Orsay, on démontre la faisabilité d’une sonde semi-conducteur pixelisée (PIXSIC pour PIXellated Sonde IntraCérébrale) implantée dans un cerveau pour la mesure cinétique de radiotraceurs beta chez l’animal vigile. En 2015, l'IMNC et le LAL développent un système d’imagerie miniaturisé basé sur la détection directe de positons, spécifiquement conçu pour accélérer le processus de recherche in situ de résidus tumoraux radiomarqués. En 2019 à Marseille, mise au point d'une méthode de suivi de l'évolution des tumeurs in vivo : cette technique d'imagerie X à très faible dose a permis à des biologistes de suivre pendant plusieurs mois et sans effets secondaires l'évolution de tumeurs chez des souris. Une prouesse rendue possible par la collaboration du CPPM avec l'Institut de Biologie du Développement de Marseille (IBDM). 
Légende de l'illustration : Vue de l'imageur 3 photons "XEMIS 2" dédié au petit animal, installé au CHU de Nantes. Cette technique permet de réduire l'activité radiopharmaceutique administrée, tout en préservant la qualité de l'image. Elle utilise le scandium comme radioisotope émetteur de 3 photons et le xénon liquide comme milieu de détection.
Crédit : D. Thers, SUBATECH.
2012
Structuration et soutien aux recherches sur l’énergie nucléaire
+
Interdisciplinaire
Le programme interdisciplinaire NEEDS (Nucléaires, Énergie, Environnement, Déchets, Société) multi-partenaires (ANDRA, AREVA, BRGM, CEA, CNRS, EDF, IRSN) est créé en 2012, pour contribuer à l’élaboration de programmes scientifiques concernant l’énergie nucléaire et les questions d’environnement et de société qui y sont liées. Le GDR SciNEE (Sciences Nucléaires pour l'Énergie et l'Environnement) piloté par l'IN2P3 et l'INC voit le jour en 2018, et le programme NEEDS est renouvellé en 2019.
Légende de l'illustration : Flux de neutron thermique dans un réacteur de type REP (réacteur à eau pressurisée), simulé avec le code de transport MCNP.
Crédit : X. Doligez, IJCLab.
2012
Inauguration de ALTO-RIB
+
Physique
Nucléaire
IJCLab se dote d'une toute nouvelle plateforme pour l'étude de l'extraction des faisceaux exotiques produits par fission, en vue des projets d'upgrade de SPIRAL. En récuperrant l'ancien injecteur du LEP, la fission est induite dans une cible de carbure d'uranium. Les techniques d'amélioration de la diffusion en fonction de la densité ou de la chaleur, de l''efficacité d'extraction par faisceaux moléculaire, ou de la sélectivité par ionisation laser y sont développées.  
Légende de l'illustration :
2013
2013
Première détection de neutrinos par Nucifer à Saclay, le 11 juin
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
C'est la première expérience de neutrino la plus proche d'un cœur compact de réacteur nucléaire jamais réalisée.
2013
Les rapports CLIC et ILC
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
Le début du XXIème siècle voyait les équipes françaises - en particulier le LAL et le LAPP côté IN2P3 et l’IRFU côté CEA – poursuivre activement leur implication dans la R&D pour les futurs collisionneurs, avec des contributions notables aux collaborations CTF3 (CLIC Test Facility ) au CERN et ATF2 (Accelerator Test Facility) à KEK au Japon. Sur la base de cet effort international, les deux projets de collisionneurs linéaires publient coup sur coup leurs rapports d’avant-projet : le Conceptual Design Report de CLIC est dévoilé en 2012 après presque 25 ans d’études, tandis que l’ILC publie son Technical Design Report en 2013. En parallèle, l’IN2P3 fournissait une nouvelle contribution exceptionnelle au CERN en participant dès 2008 à la construction du LINAC4, le nouvel injecteur du LHC (qui sera inauguré en 2017), tandis que le CEA mettait également son expertise sur les aimants supraconducteurs fort champ au service du CERN pour préparer la construction du LHC Haute Luminosité (HL-LHC), officiellement lancé en 2016. Enfin, les équipes de l’institut participaient aussi à la préparation du projet italien SuperB, qui sera arrêté en 2012, ainsi qu’à l’upgrade du collisionneur e+/e- japonais KEKB (projet SuperKEKB), qui fera circuler circuler ses premiers faisceaux en 2016 avant de battre en Juin 2020 le record de luminosité (2.14E34 cm-2s-1) détenu jusqu’ici par le LHC.
Légende de l'illustration : En haut: schéma du collisionneur compact CLIC dans sa version 3 TeV (centre de masse) issue du CDR de 2012. En bas: schéma du collisionneur supraconducteur ILC dans sa version 500 GeV (centre de masse) issue du TDR de 2013. Tandis que le CLIC repose sur un concept très complexe et innovant d'accélération à deux faisceaux, l'ILC est basé sur la technologie XFEL, plus mature mais moins performante sur le papier en termes de gradients accélérateurs.
© CERN © ILC
2013
ESS adopte la technologie IN2P3
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
En 2009, le linac de SNS à Oakridge, mis en service en 2006, produisait ses premiers faisceaux de protons de 1 GeV à puissance nominale (1.4 MW de façon continue) et devenait ainsi l’accélérateur le plus puissant du monde. Cette même année était prise la décision de construire à Lund, en Suède, une source de neutrons encore plus puissante capable de produire des faisceaux de protons de 5 MW à 2 GeV : l’ESS (European Spallation Source). Fortes de leur plateforme technologique SUPRATECH, récemment mise en service en 2006 à l’occasion de la construction de SPIRAL2, les équipes de l’IPN Orsay vont s’associer à cette initiative dès 2010. Le CEA et l'IN2P3 entrent ainsi officiellement dans le projet en 2013, en s'engageant à concevoir et construire une très large partie de l'accélérateur. L'IPN prendra en charge toute la partie intermédiaire du linac (90 - 220 MeV), composée de cavités supraconductrices de type ‘Spoke’, dont il validera le premier prototype de cryomodule en 2018 en collaboration avec l'Université d'Uppsala. Dans la continuité d'ESS, les expertises des équipes françaises seront à nouveau sollicitées pour participer au projet PIP-II (Proton Improvement Plan II, visant à moderniser le complexe accélérateur de Fermilab aux Etats-Unis), pour lequel les équipes de l’institut contribueront à partir de 2019 sur la partie ‘spoke’ du nouveau linac de 800 MeV.
Légende de l'illustration : Assemblage d'un train de cavités supraconductrices Spoke ESS de série, dans la salle blanche de la plateforme SUPRATECH à Orsay, en pleine crise du CoVid en 2020.
© CNRS, IJCLab Orsay
2014
2014
Premier vol de la mission EUSO Ballon
+
Astroparticules
Dans la nuit du 24 au 25 Aout, le premier vol de la mission EUSO Ballon valide le concept d'un détecteur spatial capable de détecter les rayons cosmiques d'ultra hautes énergies. Ce vol s'effectue sous la direction et responsabilité de l’APC.
2014
KM3NeT : télescope à tout faire
+
Astroparticules
Interdisciplinaire
Neutrinos
Physique
des particules
Le 20 août, la collaboration KM3NeT est créée. Successeur d'ANTARES, le télescope à neutrinos sous-marin s'installe sur deux sites, dont un au large de Toulon (ORCA). KM3NeT sera à terme le plus grand télescope sous-marin. Il permettra d'étudier les neutrinos provenant du cosmos et d'identifier leur source. Il apportera aussi des réponses quant à l'oscillation des neutrinos, et en particulier sur l'épineuse question de la hiérarchie de masse des trois neutrinos. En bonus, de nombreuses disciplines scientifiques profitent du télescope comme d'un observatoire marin pour étudier la bioacoustique, la radioactivité, les phénomènes bioluminescents, la présence de baleines et dauphins. Le Laboratoire Sous-marin Provence Méditerranée (LSPM), créé pour l'occasion, encadre aussi des programmes européens de sciences citoyennes comme Deep Sea Hunters.
Légende de l'illustration : Photomultiplicateur KM3Net
Subatech - Nantes
Subatech - Nantes (14 janvier 2019): Groupe Astro - KM3Net
© Céline Querniard / CC by NCSA / IMT Atlantique / Photothèque IN2P3
2014
Début de la construction de JUNO en Chine
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
Début de la construction de JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) dans le sud de la Chine. Cette expérience est dédiée à la détermination de la hiérarchie de masse des neutrinos et à la mesure précise des paramètres d'oscillation des neutrinos. La hiérarchie de masse des neutrinos est l'un des mystères les plus importants encore non résolus pour ces particules. Le détecteur observera une grande variété de neutrinos : auprès de réacteurs nucléaires, émis par des supernovae, par le Soleil, des géoneutrinos et des neutrinos atmosphériquess.
Légende de l'illustration : Photomultiplicateurs juno.
Photomultiplicateurs juno ©Celine Querniard IMTA Nantes
Photomultiplicateurs juno ©Celine Querniard IMTA Nantes (24 septembre 2020)
© Celine Querniard IMTA Nantes
2014
Inauguration d’un second détecteur de neutrinos à Chooz le 25 septembre
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
2014
FAZIA : une résolution isotopique pour la dynamique nucléaire
+
Physique
Nucléaire
Grâce à l'analyse de forme du signal des siliciums du multi-détecteur FAZIA, il est possible de connaitre le nombre et la nature des constituants des fragments détectés. Une nouvelle dimension s'ouvre à l'étude des réactions nucléaires : la dynamique de l'équilibration entre les protons et les neutrons des fragments, l'énergie de symétrie et son implication pour l'équation d'état de la matière nucléaire ... ont des conséquences fortes pour décrire l'évolution des étoiles à neutrons.
Légende de l'illustration :
2014
SPIRAL2 prend une respiration
+
Physique
Nucléaire
À LA réception des bâtiments de SPIRAL2, l'accélérateur peut s'installer progressivement. La phase 2 du projet pour la production de faiceaux radioactifs par fission est mise en pause afin de permettre à la phase 1 de se réaliser. Lancement de la construction des dispositifs expérimentaux de S3 (SIRIUS, LEB). Livraison du premier aimant supraconducteur de S3 (sur une série de 7) au GANIL en 2018. 
2014
AGATA s’installe au GANIL
+
Physique
Nucléaire
Arrimé au spectromètre VAMOS, entouré de détecteurs ancillaires de particules, le spectromètre gamma de nouvelle génération AGATA est installé pour une longue campagne de mesures qui durera 8 ans. La nouvelle technologie d'analyse de forme permet de suivre les diffusion Compton au sein des cristaux de Germanium. Résultat : une efficacité et une précision inégalée. Les faisceaux d’uranium des cyclotrons du GANIL permettent des expériences sur les noyaux riches en neutrons grâce au spectromètre VAMOS qui les identifie. De nombreux résultats marqueront cette campagne, dont la mise en évidence de l’apparition brutale d’une zone de déformation dans les noyaux exotiques autour de la masse 100, pour un nombre de neutrons N=60. Mais aussi, grâce aux faisceaux de SPIRAL1, l’étude des noyaux proches des derniers isotopes liés d’oxygène. La prouesse de mesurer des états de demi-vie de l’ordre de la fs révèle l’importance de la force à 3 corps pour expliquer les derniers isotopes liés dans cette région d’isotopes.
Légende de l'illustration :
2015
2015
LISA, un détecteur infiniment grand
+
Astroparticules
Une constellation de satellites en triangle de côté 2,5 millions de km... LISA, le premier observatoire spatial d'ondes gravitationnelles dépasse de loin les tailles de constructions au sol. Il pourra étudier les ondes de basses fréquences indétectables sur Terre. La bande de fréquences observée devrait permettre de tester la théorie de la relativité générale dans les champs gravitationnels forts et d'étudier les ondes gravitationnelles primordiales, marqueurs du début de l'Univers. Le 3 décembre 2015 le démonstrateur LISA Pathfinder est mis en orbite autour du point de Lagrange L1 en janvier 2016 avant d'entamer sa mission d'une durée initiale de six mois. Achevée le 17 juillet 2017, celle-ci est un succès complet et ouvre la voie au satellite opérationnel LISA dont le lancement est prévu en 2032.
Légende de l'illustration : Vue d'artiste du satellite LISA PATHFINDER
© Joseph Martino / Photothèque IN2P3
2015
LIGO/Virgo : première observation conjointe
+
Astroparticules
Le 14 septembre une onde gravitationnelle traverse la Terre et les détecteurs LIGO aux Etats-Unis et Virgo en Italie, et font frémir ces gigantesques interféromètres. Pour la première fois, près de 100 ans après leur prédiction, une onde gravitationnelle a été détectée ! C'est une découverte retentissante, et David Reitze, directeur général de LIGO, s'exclame "We did it!" lors de l'annonce le 11 février 2016. C'est un coup de maître, puisque il s'agit aussi de la première observation d'une collision entre deux trous noirs. C’est l’événement GW150914 qui a abouti au Nobel de Physique en 2017. Plus d'une centaine d'observations supplémentaires ont été effectué par LIGO/Virgo depuis lors.
Légende de l'illustration : LIGO détecte des ondes gravitationnelles provenant de trous noirs en fusion.
Crédit d'illustration : LIGO, NSF, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)
2015
Prix Nobel : Takaaki Kajita (Super-Kamiokande) et Arthur B. McDonald (SNO)
+
Neutrinos
Takaaki Kajita (Super-Kamiokande) et Arthur B. McDonald (SNO) reçoivent le Prix Nobel pour la mise en évidence de l'oscillation des neutrinos en 1998.
2015
OPERA détecte pour la 5e fois une transformation d’un neutrino mu en neutrino tau
+
Neutrinos
Physique
des particules
OPERA, expérience lancée en 2006, détecte pour la 5e fois un évènement attestant de la transformation d’un neutrino de type muon en neutrino de type tau. Cette observation constitue de manière quasi certaine une preuve directe du phénomène d’oscillation des neutrinos.
Légende de l'illustration : Premiers événements de neutrinos vus par l'expérience OPERA (CNGS) le 2 octobre 2007.
© 2007-2021 CERN
2015
Naissance de la nouvelle collaboration internationale DUNE pour l’étude des neutrinos
+
Neutrinos
Physique
des particules
La collaboration DUNE pour l'étude des neutrinos est créée en 2015, fruit de la fusion des efforts de R&D européens et américains. L’étude des neutrinos est un enjeu majeur: ils pourraient jouer un rôle pour expliquer la prédominance de la matière sur l’anti-matière dans l’Univers via la violation des symétries CP. Grâce à un faisceau de neutrinos le plus intense au monde, DUNE doit permettre à l'horizon 2030 de déterminer la hiérarchie de masse des neutrinos et de découvrir de la violation de CP dans le secteur leptonique. L’expérience permettra aussi d’étudier les neutrinos issus de l’explosion de supernova, et la stabilité de la matière à travers la recherche de la désintégration du proton. Toutes ces mesures permettront d’explorer la physique au-delà du modèle standard et d’élucider des problèmes fondamentaux en cosmologie et astrophysique. À ce jour 1300 scientifiques de 32 pays dont la France ont rejoint le projet DUNE.
Légende de l'illustration : Schéma du projet DUNE pour l'étude des neutrinos, avec l'accélérateur PIP-II à Fermllab (Illinois) qui produira des neutrinos muoniques en bombardant une cible métallique par des protons, et le détecteur lointain à SURF (Lead, Dakota du Sud) qui étudiera les oscillations de ces neutrinos après leur périple de 1300 km.
2015
Le LHC redouble d’énergie avec le Run 2
+
Accélérateurs
Physique
des particules
En 2015, une nouvelle période de prise de données, dite Run 2, débutait pour les expériences auprès du LHC. L'énergie des collisions de protons était substantiellement augmentée, passant de 8 à 13 TeV. Cette énergie plus élevée augmente fortement la probabilité de créer des collisions intéressantes pour la physique. Le Run 2 s'est achevé fin 2018. La quantité de données recueillie est largement supérieure à celle du Run 1 (5 fois plus par exemple pour ATLAS et CMS).
2016
2016
Cartographier le ciel
+
Cosmologie
L’IN2P3 rejoint la collaboration LSST. L'observatoire Vera-C.-Rubin entamera un relevé complet et périodique du ciel austral dès 2022 à raison d’une image complète tous les 3 jours. Il balayera ainsi le ciel quelques 800 fois en dix ans, réalisant le premier film de la dynamique à grande échelle de l’Univers. Ce film sera réalisé grâce la plus grande caméra existante au monde. L'un des buts du relevé LSST est de sonder la matière noire et l'énergie noire, et de mieux comprendre ces deux composantes.
Légende de l'illustration : Ajustement du code FCS et des différents capteurs pour optimiser le fonctionnement lors d’un changement de filtre. Le code FCS est un programme informatique qui permet d'activer des actionneurs et lire des capteurs à partir de commande informatique. Le changeur de filtres conçu dans des laboratoires français, pour être installé au sein du Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Il a pour fonction de changer divers filtres optiques afin de capturer des images des galaxies sous différents spectres. Plus une galaxie est lointaine plus elle se teinte de rouge. La variation des filtres de couleur permet ainsi de déterminer la distance à laquelle les galaxies se situent. Le système est entièrement automatisé, il se compose d’un carrousel qui stocke cinq filtres, dont le poids varie de 26 kilos à 38 kilos, en fonction de la couleur. Les changements de filtres s’effectuent avec une précision d’un dixième de millimètre, en seulement deux minutes, soit 15 fois moins que les systèmes homologues existants.
© Cyril FRESILLON / LSST / CNRS Photothèque
2016
Installation du premier module de SuperNEMO dans le LSM.
+
Neutrinos
2016
Approbation de la phase à Haute Luminosité du LHC
+
Accélérateurs
Détecteur
Physique
des particules
Le Conseil du CERN de juin 2016 approuve le projet de phase Haute-Luminosité du LHC (HL-LHC). Il s'agit d'améliorer substantiellement le LHC pour augmenter par un facteur 10 la quantité de données utiles recueillies par les expériences. Cette phase du projet entrera en service à la mi-2027. Pour augmenter la luminosité de la machine, le paramètre qui permet de produire plus de collisions et donc plus de données, environ 1km sur les 27 que compte le LHC sera remplacé, avec 130 nouveaux aimants et de nouvelles cavités accélératrices. Certains aimants développeront un champ magnétique de 11,8 Teslas contre 8,3 T pour les aimants actuels du LHC. Des travaux de génie civil seront aussi à conduire pour installer ces nouveaux équipements. Les détecteurs du LHC devront également être améliorés pour pouvoir garder la cadence: ceci sera fait en deux phases, en 2019-2021 puis en 2025-2027.
2016
Du faisceau pour SPIRAL-2 !
+
Accélérateurs
Physique
des particules
Physique
Nucléaire
Après une dizaine d’années de construction, l’accélérateur de SPIRAL-2 était inauguré en grandes pompes par François Hollande en Novembre 2016 suite aux tout premiers protons produits par le RFQ de l'injecteur fin 2015. Grâce à l’obtention de l’autorisation de mise en service par l’ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) puis l’accélération de faisceaux test dans le linac en 2019, SPIRAL-2 démarre en 2020 sous la houlette de Robin Ferdinand, et produit un premier faisceau de protons de forte puissance à 33 MeV pour alimenter la salle d'expériences NFS (Neutrons For Science). Cette même année est également lancé officiellement le projet de nouvel injecteur d’ions très lourds NEWGAIN (New GANIL Injector), destiné à compléter l’installation et optimiser ainsi le programme de physique envisagé dans les salles expérimentales S3 (Super Separator Spectrometer) et DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage d’Ions Radioactifs), encore en phase de construction. Une réflexion se réactive aussi au sein de la communauté des utilisateurs du GANIL, avec pour ambition de tirer partie de façon optimale de ces nouvelles installations de pointe. La possibilité en particulier de développer autour de SPIRAL-2 une installation ISOL de classe mondiale, comme initialement prévu mais déprogrammé en 2013, est à nouveau envisagée.
Légende de l'illustration : François Hollande visite les installations lors de l'inauguration de SPIRAL-2 le 3 novembre 2016. Le linac supraconducteur, conçu et construit en majeure partie par les équipes CEA (IRFU) et IN2P3 (IPNO, LPSC, IPHC, IPNL), produira ses premiers faisceaux (protons de 33 MeV) en 2019 avec grand succès. Il devrait devenir un des accélérateurs les plus puissants du monde dans cette gamme d'énergie.
© GANIL
2017
2017
Virgo et l’astronomie multi-messagers
+
Astroparticules
Le binôme LIGO / Virgo détecte en 2017 une fusion d’étoiles à neutrons GW170817 en 2017. Un sursaut gamma émis par cette fusion a été détecté à peine deux secondes après par le télescope spatial Fermi, et des radiotélescopes détectent ensuite les ondes radio rémanentes typique de ce type de fusion. Cet évènement marquerait donc avec cette triple détection l’avènement de l’astronomie multi-messagers.
Légende de l'illustration : Banc optique dans le bâtiment nord de l’interféromètre Virgo à Cascina près de Pise, en Italie. Il est tout juste inséré dans son enceinte à vide et sera ensuite suspendu. Ce banc optique permettra notamment d’observer le faisceau laser infrarouge sortant du bras nord de Virgo, pour contrôler en temps réel les positions des miroirs principaux de cette expérience et mesurer le signal d’onde gravitationnelle. Mis au point par le LAPP (Laboratoire d’Annecy le Vieux de physique des particules) dans le cadre du projet Advanced Virgo, il contribuera à améliorer la sensibilité de Virgo d’un facteur 10, offrant ainsi la possibilité d’explorer un volume d’Univers mille fois plus important. Virgo est un détecteur d’ondes gravitationnelles qui mesure les déformations de l’espace générées par le passage de ces ondes. Ces dernières sont produites par des phénomènes violents dans l’Univers comme des explosions d’étoiles ou des collisions de trous noirs.
© Romain BONNAND/Virgo/CNRS Photothèque
2017
Le Prix Nobel de physique pour l’observation des ondes gravitationnelles.
+
Astroparticules
Le Prix Nobel de physique a été décerné aux Américains Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne pour leurs travaux sur les ondes gravitationnelles.
2017
La 1ère ligne ORCA pour KM3NeT est déployée en mer Méditerranée
+
Astroparticules
Neutrinos
2018
2018
Lancement officiel du projet Myrrha (réacteurs nucléaires 4eG) en Belgique
+
Accélérateurs
Physique
Nucléaire
2018
Lancement officiel du télescope CTA au Chili
+
Astroparticules
Signature, en décembre, de trois conventions CTA pour qui permettront la construction sur le site austral au Chili
2019
2019
Création du Laboratoire des deux Infinis à Toulouse (LI2T)
+
Institutionnel
Fondé en 2020, le Laboratoire des 2 Infinis de Toulouse (L2IT) est le plus jeune des laboratoires IN2P3.
2019
STEREO : où est le neutrino stérile ?
+
Neutrinos
Bien que la validation du modèle standard ait postulé l'existence de seulement 3 types de neutrinos, d'autres théories partent à la recherche du neutrino stérile, une particule hpothétique qui n'interagirait qu'avec la gravité. Plusieurs expériences essaient de confirmer ou non cette théorie. STEREO (Sterile reactor oscillation) est un détecteur de neutrinos qui mesure, depuis fin 2016, les antineutrinos electroniques produits par le réacteur à haut flux de neutrons de Grenoble. En mars 2018, des résultats de STEREO infirment l'hypothèse de l’existence du neutrino stérile sur la région d'énergies suspectée. L'expérience continue actuellement sa quête en testant d'autres niveaux d'énergie.
2019
Nouveau prototype de détecteur de neutrinos pour ProtoDUNE au CERN
+
Détecteur
Neutrinos
Physique
des particules
Les scientifiques de la collaboration ProtoDUNE au CERN commencent à tester un tout nouveau prototype de détecteur de neutrinos, en utilisant une technologie appelée "double phase". Les laboratoires IN2P3 d'Annecy (LAPP), Lyon (IP2I) et Paris (APC) sont au coeur de cette technologie, avec le CEA/Irfu. DUNE est une collaboration internationale née en 2015, dont l'expérience finale doit permettre de déterminer la hiérarchie de masse des neutrinos et de découvrir de la violation de CP dans le secteur leptonique. DUNE étudiera aussi les neutrinos issus de l’explosion de supernovae et d'autres mystères des neutrinos pour explorer la physique au-delà du modèle standard.
2019
Fusion du LMA et de l’IPNL
+
Interdisciplinaire
La fusion entre le Laboratoire des matériaux avancé (LMA) et de l'Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL) permet la création de l’Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I). Le LMA, quant à lui, devient une plateforme nationale de l'IN2P3.
2019
Création du consortium Einstein Telescope
+
Astroparticules
2019
Révéler le climat du passé
+
Interdisciplinaire
Le climat passé de l’Aquitaine est révélé par ses eaux souterraines. Sous les pieds des néo aquitains, des eaux dorment pour certaines depuis plusieurs dizaines de milliers d’années. En analysant leur contenu en gaz rares par spectrométrie de masse, le CENBG réussi l’exploit en 2019 d’en déduire une courbe de l’évolution de la température moyenne dans la région depuis 35 000 ans.
Légende de l'illustration : Graphique montrant 35000 ans de variation des températures moyennes en Aquitaine. Les températures de la dernière période glaciaire (avant -10 000) sont plus de 5°C en dessous de la température moyenne de tout l’Holocène, période qui va de -11 700 à aujourd’hui. La courbe bleue clair représente les variations de températures observées dans la glace du Groenland déduites de la composition isotopique de l’eau et normalisées aux températures maximales et minimales de l’Aquitaine.
Crédit : B. Lavielle, CENBG
2019
Un successeur pour le LHC?
+
Accélérateurs
Physique
Hadronique
Physique
des particules
Alors que le Japon tergiverse pour lancer la construction de l’ILC, l’idée d’un nouvel anneau géant de 100 km nait au CERN pour succéder au LHC à l’horizon 2040 : c’est le projet FCC (Future Circular Collider), dont les premières études démarrent en 2014. Ce projet titanesque, tant en termes financiers qu'en termes de challenges technologiques, prévoit de repousser d’un ordre de grandeur la frontière en énergie des collisionneurs de particules et d'atteindre 100 TeV dans le centre de masse en mode protons/protons. Pour ce faire, le FCC envisage en particulier d’utiliser des aimants supraconducteurs de nouvelle génération, capables de développer des champs magnétiques d’au moins 16 Teslas (contre 8 T pour les aimants actuels du LHC). Le projet prévoit également, de la même façon que le LEP avait précédé le LHC, de commencer par la construction d’un collisionneur électrons/positons de 90 à 365 GeV (FCC-ee), capable de jouer le rôle d’une ‘usine à Higgs’ de très forte luminosité.  Le Conceptual Design Report du FCC est dévoilé en Janvier 2019, mobilisant plus de 1 300 contributeurs internationaux dont les équipes de l’IN2P3.
Légende de l'illustration : Proposition d'emplacement du Futur Collisionneur Circulaire FCC au CERN.
© CERN
2019
SPIRAL2 phase 1 démarre
+
Physique
Nucléaire
les premiers faisceaux de protons du LINAC sont envoyés sur le convertisseur de NFS, et les premiers neutrons dans la salle de temps de vol sont observés
2020
2020
T2K se lance dans la deuxième phase de l’expérience avec T2K-II
+
Neutrinos
Physique
des particules
En combinant les mesures d’apparition des neutrinos et des antineutrinos électroniques, l’expérience T2K observe les premiers indices d’une différence de comportement entre neutrinos et antineutrinos: ce résultat est très important car une violation de la symétrie CP dans le secteur des neutrinos pourrait contribuer à expliquer que l'Univers est constitué presque exclusivement de matière et que l'antimatière semble avoir disparu. Pour confirmer ces premiers indices, la collaboration T2K se lance dans la deuxième phase de l’expérience, T2K-II, qui prendra des données de 2022 jusqu’au démarrage d’HyperKamiokande. T2K-II permettra d’augmenter la statistique grâce à la mise à niveau de la ligne de faisceau et permettra de réduire les incertitudes systématiques grâce à l’installation de nouveaux détecteurs plus performants dans le détecteur magnétique ND280.
Légende de l'illustration : Couverture de Nature du 16 avril 2020 sur les résultats de T2K.
Crédit : Nature
2020
Création du Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab)
+
Institutionnel
L'IJCLab naît de la fusion des 5 laboratoires de la vallée d'Orsay (CSNSM, IMNC, IPN, LAL, LPT).
2020
Création du Centre Pierre Binétruy (CPB)
+
Institutionnel
Il est basé aux Etats-Unis, à Berkeley en Californie.
2020
La mise en service de DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) est terminée
+
Cosmologie
Date cible des opérations prévue pour la fin de 2020.
2020
Début officiel du projet Hyper-Kamiokande au Japon pour l’étude des neutrinos
+
Détecteur
Neutrinos
Physique
des particules
Le projet Hyper-Kamiokande (Hyper-K, ou HK) au Japon représente une nouvelle génération de détecteurs Tcherenkov à eau de très grande taille, une technique éprouvée pour la détection des neutrinos. Il sera doté d’un détecteur lointain dont la masse utile est 8,4 fois plus grande que celle de son prédécesseur Super-Kamiokande, et sera équipé de photomultiplicateurs haute sensibilité de nouvelle génération. Comme pour T2K, des neutrinos seront produits par un accélérateur de protons au J-Parc à Tokai, à 300km de Kamioka. Le projet est formellement lancé au Japon, les travaux pourront débuter en 2020. Les premières prises de données sont attendues avant 2030. Environ 450 scientifiques de 19 pays ont exprimé leur intérêt pour ce projet.
2020
BOREXINO détecte des neutrinos issus du cycle CNO (carbone-azote-oxygène)
+
Neutrinos
2020
Imaginer et développer les accélérateurs du futur…
+
Accélérateurs
En 2020, les réflexions allaient bon train en France, en Europe et dans le monde pour identifier les pistes de recherche à explorer en priorité afin de concevoir les accélérateurs de demain et développer les technologies associées. Quelle machine de haute énergie après le LHC ? Les aimants du FCC sont-ils faisables ? Un collisionneur de muons est-il envisageable ? La mise en œuvre de l’accélération par ondes plasma est-elle possible, comme se propose de le démontrer le projet EuPRAXIA dans son Conceptual Design Report de 2019 ? Ou faut-il plutôt tabler sur la découverte d’un matériau supraconducteur d’un nouveau type pour concevoir les cavités accélératrices du futur ? Les sources d’ions lourds peuvent-elles gagner encore en efficacité? Quel avenir dans ce cas pour les machines du GANIL ? Et quid des ERL, les Energy Recovery Linac, qui pourraient avoir un rôle essentiel à jouer dans le cadre de la transition énergétique ? Le programme de R&D accélérateur des prochaines décennies s’annonce riche et passionnant… Aux équipes de l’IN2P3 de s'y investir, comme elles l’ont fait depuis 50 ans, et d'écrire l'avenir !
Légende de l'illustration : Couverture du rapport de prospective 'Accélérateurs de particules & Instrumentation associée', publié en Juin 2020.
© CNRS, IN2P3
2021
2021
Le détecteur lointain de DUNE se rapproche de la finalisation conceptuelle
+
Détecteur
Institutionnel
Neutrinos
Physique
des particules
L'institut et 5 de ses laboratoires (APC, IJCLab, IP2I, LAPP, LPSC) proposent de s'engager dans la conception et la construction d'une part substantielle du second module du détecteur lointain de DUNE. Ce détecteur lointain sera situé à Lead, Dakota du Sud, dans une mine à 1500 m sous terre à l’abri du rayonnement cosmique, et comprendra 4 modules de détection assez similaires de 17 kt chacun, permettant d’atteindre une masse du volume total de détection de 40 kt. Chaque module se présente comme un parallélépipède de 62x14x14 m3 rempli d’argon liquide maintenu dans un cryostat à -186 degrés Celsius, et instrumenté en chambre à projection temporelle (TPC) afin d’étudier finement les interactions des neutrinos avec l’argon. L'IN2P3 propose de contribuer fortement à la conception et à la construction du second module de détection, s’appuyant sur la technologie dite simple-phase à dérive verticale. Celle-ci est une adaptation de la technologie dite double-phase qui a fait l’objet de R et D en France depuis 2006 et dont elle conserve les grandes caractéristiques et avantages, notamment en termes de simplicité.
2021
Cure de jouvence pour les détecteurs au LHC
+
Détecteur
Physique
des particules
Alors que le LHC est arr?té depuis le 10 novembre 2018 et reprendra ses opérations en 2022, les expériences au LHC terminent leur cure de jouvence pour profiter au mieux des données à venir, pendant la période dite du Run 3 (2022-2024). En effet la machine délivrera pendant ces trois années deux fois plus de données que ce qui a été produit jusqu'à présent. Pour pouvoir tenir ce rythme infernal, certains composants des détecteurs ont dû être remplacés, un rajeunissement auquel les laboratoires de l'IN2P3 ont pris leur part. Ainsi ALICE s'est notamment doté d'un nouveau détecteur de muons vers l'avant à pixels (MFT) et a remplacé son trajectographe à pixels ITS; LHCb a construit un nouveau détecteur de traces, le SciFi. Toutes les expériences ont aussi revu tout ou partie de l'électronique de lecture des détecteurs, et adapté l'ensemble des logiciels pour ce nouveau défi.
2021
Premières expériences avec les faisceaux de SPIRAL2
+
Physique
Nucléaire
S3 (Super Separator Spectrometer) est un spectromètre dessiné pour les expériences avec les faisceaux d'ions lourds de très haute intensité du LINAG, l'accélérateur de SPIRAL2. Grâce au nouvel injecteur, les faisceaux d'ions de plusieurs centaines de picoA offriront des opportunités uniques dans le domaine des noyaux super-lourds et des noyaux au delà de la limite de cohésion. S3 assurera une sélectivité pour permettre la sélection d'événements très rares. Les instrumentations dédiées sont en développement dans les laboratoires de l'IN2P3.
2022
2022
Lancement prévu d’Euclid, télescope spatial de l’Agence spatiale européenne (ESA)
+
Cosmologie
La première livraison de données d'Euclid est prévue pour 2024. La mission nominale doit se terminer en 2030.
2023
2023
Démarrage prévu de JUNO
+
Neutrinos
Physique
Nucléaire
2024
2024
Mise en service de S3
+
Physique
Nucléaire
Légende de l'illustration :
2026
2026
Mise en service de DESIR
+
Physique
Nucléaire
2027
2027
Premières expériences à FAIR
+
Physique
Nucléaire
2029
2029
Lancement prévu de LiteBird
+
Astroparticules
Cosmologie
Le satellite LiteBird (Lite - pour "Light" - satellite for the studies of B-mode polarization and inflation from cosmic background radiation detection) vise à la détection des ondes gravitationnelles primordiales émises pendant la phase d’inflation cosmique (10-38 secondes après le début de l’Univers).
2032
2032
Lancement prévu de LISA, premier interféromètre spatial en orbite héliocentrique
+
Astroparticules
temps
domaines
<
Accélérateur
Astroparticules
Calcul et
données
Cosmologie
Détecteurs
Institutionnel
Interdisciplinaire
Neutrinos
Physique
Hadronique
Physique des
Particules
Physique
Nucléaire

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *