Science en direct...

Le 20 juillet dernier, la ligne GALAXIES a vu sa première lumière lors des tests de radioprotection de la cabane optique. Le faisceau blanc issu de l'onduleur forme un mince pinceau de lumière en ionisant les molécules d'air et vient illuminer l'imageur en aval. Les tests réalisés pour la première fois à SOLEIL avec un courant de 500 mA dans l'anneau donnent véritablement le top-départ de l'installation de l'instrumentation scientifique sur la ligne.

Les parois de domaines dans les nanofils magnétiques ont été proposées pour former un nouveau type de support de stockage magnétique rapide et économique, les mémoires dites racetrack. Pour la première fois, grâce à la technique X-PEEM, le déplacement des parois de tels domaines a pu être observé pendant les impulsions de courant (ns) qui sont à l’origine du déplacement. Des expériences menées sur la ligne TEMPO.

SOLEIL a lancé un projet ambitieux qui vise à produire des impulsions de rayonnement synchrotron d’environ 100 femtosecondes : le projet « femto-slicing ». Les premières lignes concernées seront TEMPO (photo-émission) et CRISTAL (diffraction). L’un des détecteurs que nécessitent les futures expériences menées sur CRISTAL vient d’être conçu et mis au point par le CCPM de Marseille, la ligne CRG D2AM de l’ESRF et le groupe Détecteurs de SOLEIL. 

Alors que le silicium était jusqu’à présent le constituant essentiel des cellules photovoltaïques, de « nouvelles générations » de cellules sont en cours d’étude et développement.
 

Depuis quelques années, la microspectroscopie infrarouge (IR) fait de plus en plus fréquemment partie des techniques d’analyse utilisées sur des prélèvements cellulaires pour établir un diagnostic, y compris à des stades très précoces des maladies.

L'agrégation de protéines dans certaines parties du cerveau (plaques amyloïdes) et l'action de dérivés réactifs de l'oxygène (stress oxydant) sur les cellules cérébrales font partie des mécanismes suspectés d'intervenir dans l'épilepsie...

Le laboratoire de métrologie du groupe optique (LMO) est chargé de la caractérisation des optiques qui sont montées sur les lignes de lumière.
Le besoin de faisceaux de plus en plus petits nécessite des optiques de plus en plus courbées et ayant des erreurs de pente de plus en plus faibles.

Les plaques de Randall sont des calcifications intratissulaires situées dans la médullaire profonde du rein et affleurant à la surface de l'épithélium de la papille où elles servent d'élément nucléateur pour les calculs rénaux. Ces plaques superficielles sont décrites comme étant composées de carbapatite (phosphate de calcium carbonaté mal cristallisé ou apatite carbonatée, abrégée CA).
L'équipe de Dominique Bazin a voulu vérifier la nature et les proportions exactes des phases minérales présentes dans la plaque de Randall lorsque l'on se déplace du sommet de la papille vers la médullaire profonde.
Pour ce faire, la spectroscopie d'absorption X, une technique apte à caractériser une plaque de Randall sans protocole de préparation susceptible d'altérer l'état physicochimique de l'échantillon, a été choisie.

Pour étudier les changements subis par notre squelette et l’efficacité des médicaments contre l'ostéoporose, des chercheurs de l'INSERM ont décidé de faire appel au rayonnement UV de la Ligne DISCO...

> Voir le film "L'Ostéoporose à la Lumière de SOLEIL"

Une patiente de l‘hôpital Necker atteinte d’une maladie héréditaire vient de bénéficier d’un diagnostic précoce qui devrait lui éviter de perdre ses reins. Une nouvelle prouesse de la ligne SMIS, la ligne de microscopie infrarouge du synchrotron SOLEIL.

Le projet ARCOR s’est intéressé aux aspects scientifiques liés à la détermination des mécanismes d’altération du fer sur de très longues durées (siècles) dans différents milieux : sol (en surface ou à quelques mètres de profondeur), atmosphère (extérieure ou sous abri), béton et milieu marin. Le but : diagnostiquer et prévenir cette altération, aussi bien pour des applications dans le domaine du Patrimoine (Musées, Monuments Historiques, conservation sur site) que pour l’industrie nucléaire (stockage et entreposage des déchets radioactifs, structures des bâtiments).

Le projet VUV-STF avait pour but le développement d’un nouvel instrument, unique au monde : un spectromètre par Transformation de Fourier (TF) avec interféromètre à division de front d’onde, possédant un pouvoir résolvant supérieur à ceux proposés par les meilleurs spectromètres à réseau actuels. Un tel équipement donne accès à des spectres extrêmement détaillés, qui sont autant d’outils précieux notamment en astrophysique. Ils permettent par exemple d’affiner les modèles de référence utilisés par les scientifiques pour identifier les espèces peuplant l’atmosphère des planètes ou constituant les étoiles.

Le projet VERNANOMAG (pour "Auto-organisation versatile de nanomatériaux magnétiques : fabrication et fonctionnalités") est axé sur la fabrication de nano objets possédant des propriétés magnétiques, et leur caractérisation par dichroïsme circulaire utilisant le rayonnement synchrotron. La compréhension de ces propriétés magnétiques, outre un grand intérêt en recherche fondamentale, participe à la thématique de développement de nouveaux matériaux pour l’optimisation du stockage de l’information (ainsi que la miniaturisation de ses supports).

Le rayonnement VUV de la ligne DESIRS a été utilisé pour induire la photoionisation de deux intermédiaires très réactifs appartenant à la famille des phénylcarbènes, le chlorophénylcarbène (CPC) et le trifluorométhylphénylcarbène (TFPC), ainsi que leur précurseurs diazirine. L’étude de ces réactions a permis la détermination de propriétés thermochimiques importantes, comme les énergies d’ionisation, difficiles à obtenir mais de grand intérêt compte tenu de l’importance de ces deux intermédiaires dans la chimie des carbènes. De plus, des données thermochimiques sur l’ionisation et l’ionisation dissociative des précurseurs diazirine ont également été obtenues, éclairant les propriétés photochimiques de ces composés utilisés pour le marquage par photoaffinité. Dans ce type de réaction, une activation photochimique induit la perte d’une molécule d’azote chez le précurseur diazirine, générant un carbène. Ce dernier forme alors des liaisons covalentes avec des récepteurs cibles spécifiques, notamment dans le cadre d’applications en recherche biomédicale.

Noller, B., Hemberger, P., Fischer, I., Alcaraz, C., Garcia, G. A., & Soldi-Lose, H.
"The photoionisation of two phenylcarbenes and their diazirine precursors investigated using synchrotron radiation". PCCP - Physical Chemistry Chemical Physics, 2009, 11(26): 5384-5391

Les équipes des lignes SAMBA (V. Briois) et SWING (F. Meneau) de SOLEIL ont étudié grâce aux techniques synchrotron (SAXS, EXAFS) les caractéristiques structurales de solutions de nanobriques de poly-oxo-titanate modifiées en surface par l'acide para-toluène sulfonique présentant une transition sol-gel thermo-réversible.

Une collaboration internationale entre le CNRS (Grenoble), le Georgia Institute of Technology (Atlanta, États-Unis) et l'Université Paris-Sud a démontré que le graphène épitaxié multicouches produit à partir de carbure de silicium (SiC) est composé de feuillets de graphène découplés (sans interaction).

Le 16 mai 1960, Theodore Maiman faisait fonctionner le premier laser au Hughes Research Laboratory à Malibu (Californie). Pour le cinquantenaire du laser en 2010, des dizaines d’événements seront organisés dans toute la France. SOLEIL est partenaire du comité national des 50 ans et participera à cette occasion aux événements organisés en Ile de France, en particulier les 22 et 23 juin pour le « Cinquantenaire du Laser dans la Ville Lumière » à l’école polytechnique et le 24 septembre pour la nuit de chercheurs.

Pour plus d'informations visitez le site : www.50ansdulaser.fr

La spectroscopie infrarouge révèle l’effet de faibles doses d’un agent anti-tumoral sur des cellules cancéreuses.

« Lait de lune » : cette substance étrange couvre les parois de certaines grottes, pouvant effacer des peintures préhistoriques. De quoi est-elle constituée ?

>> Voir le film "Le Moon Milk et les grottes préhistoriques"

Le prix Nobel de chimie 2009 a été attribué à trois chercheurs en récompense de leurs travaux sur la structure des ribosomes (organites qui fabriquent les protéines). L’apport du rayonnement synchrotron a été décisif dans cette découverte car il a permis d'obtenir des données de diffraction exploitables. Plusieurs synchrotrons en Europe et dans le monde ont contribué à cette découverte. Les lignes de SOLEIL, PROXIMA 1 (en fonctionnement) et PROXIMA 2 (en construction), ont été conçues pour répondre au niveau élevé d’exigence des scientifiques qui réalisent ce type de recherche et contribueront aux découvertes de demain dans ce domaine.

Des travaux portant sur le vernis des Stradivarius viennent de faire l’objet d’une publication dans le journal Angewandte Chemie. Les expériences de microscopie infrarouge ont été effectuées sur la ligne synchrotron SMIS (Paul Dumas, Christophe Sandt)par une équipe de la Cité de la Musique (Jean-Philippe Echard). De tels travaux s’inscrivent dans le cadre de la mise en place de la plateforme européenne de recherche matériaux anciens IPANEMA (Loïc Bertrand, Laurianne Robinet) de SOLEIL. Découvrez la composition du vernis du plus célèbre des luthiers.

 Regarder l'interview vidéo de Loïc Bertrand, responsable d'IPANEMA.

Une convention de collaboration et de recherche a été établi en 2003 entre d’une part le CNRS et le synchrotron national SOLEIL, et d’autre part le synchrotron italien ELETTRA basé à Trieste – Italie. Le but de cette convention est d’établir une collaboration formelle entre des groupes de recherche Français et Italiens dans le domaine de la microscopie X et plus particulièrement la microscopie X-PEEM (X-ray PhotoEmitted Electron Microscopy). Ainsi, le microscope X-PEEM de SOLEIL a pu être installé sur la branche française de la ligne Nanospectroscopy à ELETTRA dans l’attente de la construction de la ligne de microscopie X-mous à SOLEIL où il sera installé fin 2010.

Dans une étude pluridisciplinaire associant trois équipes de chercheurs français, des analyses ont été menées sur la stéatose hépatique. Ces études permettent d’appréhender localement l’hétérogénéité du tissu malade et démontrent que des variations de composition peuvent être détectées à des stades précoces par des méthodes spectroscopiques, en particulier celles utilisant l‘infrarouge, telles que celles mises en oeuvre au synchrotron SOLEIL.

>> Publication dans la revue PLoS ONE
>> Ligne de lumière SMIS

Depuis la mi-septembre 2009, SAMBA accueille des utilisateurs venus travailler sur sa toute nouvelle station de Quick EXAFS « made in SOLEIL ».

Les enzymes de biodégradation sont très importants dans le recyclage du carbone provenant des sources naturelles, industrielles et agricoles. Arwen Pearson et Elena Kovaleva (Université de Leeds) ont étudié, sur la ligne PROXIMA1 de SOLEIL, la dynamique réactionnelle d’un enzyme qui active des molécules d’O₂ pour catalyser l’ouverture d’un cycle aromatique.

Une équipe d’utilisateurs de AILES, la ligne de spectroscopie infrarouge de SOLEIL, vient d’obtenir, début juillet 2009, des spectres de rotation pure du formiate de méthyle (HCOOCH3), à des fréquences inférieures à 1 THz (< 30 cm^-1).

Lorsqu’une molécule en phase gaz absorbe un photon VUV (ultraviolet du vide), l’un des principaux processus de relaxation qui s’en suit est la photoionisation, c’est-à-dire l’émission d’un électron et la production d’un cation moléculaire dans un état d’énergie interne donnée (électronique, vibrationnelle et rotationnelle). Souvent le cation est formé dans un état dissociatif conduisant à la fragmentation. L’énergie déposée dans le système par le photon se répartit alors entre l’énergie cinétique du photoélectron, l’énergie de translation des fragments et l’énergie interne des fragments...

Les 10 et 11 décembre 2008 a eu lieu la première expérience de diffraction sur la ligne MARS, réalisée avec des collaborateurs du CEA/DEN...

L’existence d’une Relation Scientifique Internationale dans le cadre du programme FAST (programme scientifique et technologique franco-australien) a permis de financer la collaboration entre le Synchrotron Australien et le Synchrotron SOLEIL dans laquelle les chercheurs des deux installations partagent leur expertise dans le domaine de l’étude d’échantillons biologiques vivants et de matériaux sous haute pression.

Les premiers spectres d’électrons ont été enregistrés sur PLEIADES la nuit du 23 mai 2009. Ils témoignent des possibilités exceptionnelles offertes par la ligne aux communautés qui s’intéressent à l’exploration de la matière diluée par les méthodes de spectroscopie en couche interne. Bienvenue dans la physico-chimie moléculaire à ultra haute résolution.

Les matériaux à dilatation thermique négative (NTE), comme ZrW₂O₈ et d’autres composés similaires, font l’objet de nombreuses études depuis quelque temps. De nombreux travaux expérimentaux et théoriques publiés mettent en évidence le rôle joué par les phonons de faible énergie pour expliquer ce comportement inhabituel.

La formation de la glace, la cristallisation des roches ignées ou les procédés métallurgiques et vitrocéramiques ne sont que quelques exemples illustrant l’importance considérable jouée par la cristallisation de liquides dans les processus naturels et industriels. A l’échelle microscopique, les réarrangements structuraux qui caractérisent les tous premiers stades de la cristallisation d’un amorphe sont cependant encore assez mal compris. De grands progrès peuvent donc être faits afin de mieux contrôler ou de mieux comprendre la cristallisation, surtout à de hauts degrés de surfusion où l’irréversibilité de la transformation est particulièrement marquée. C’est dans cette optique que nous avons entrepris une étude des changements d’ordre à moyenne distance se produisant dans un silicate fondu commençant à cristalliser en présence d’un agent nucléant...

Les solides poreux, ou zéolithes (48 formes naturelles et environ 200 zéolithes de synthèse) constituent une famille de matériaux aux multiples applications, tant en chimie, pétrochimie, catalyse qu’en biologie et pharmacologie. L’origine de leurs propriétés réside dans leur structure atomique. L’équipe « solides poreux » de l’Institut Lavoisier (Versailles) développe des méthodes de synthèse et étudie les propriétés des « MOF » : « metal-organic framework » : des matériaux composés d’un squelette associant composantes organiques et inorganiques, connectés de façon tridimensionnelle. Sur la ligne CRISTAL, cette équipe a cherché à déterminer les structures cristallines de plusieurs de ces matériaux en utilisant le diffractomètre « haute résolution » dédié à la diffraction de poudres.

Dans cette étude, réalisée en collaboration avec les équipes de C. F. Matta (Department of Chemistry and Physics, Mount Saint Vincent University, Halifax), M. Stradiotto (Department of Chemistry, Dalhousie University, Halifax, Canada) et C. Lecomte (CRM2, Institut Jean Barriol, Nancy), les informations précises obtenues à partir des expériences de diffraction X haute résolution sont utilisées comme une alternative pour déterminer les propriétés physico-chimiques des complexes de rhodium Rh (I) et plus particulièrement leur mécanisme réactionnel.

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Les études portant sur le nanomagnétisme, et plus particulièrement l’électronique de spin, ont connu ces dernières années un très grand essor.

Pour la Journée du Patrimoine 2009, SOLEIL a ouvert ses portes au public. Au programme : visite du synchrotron et ateliers sur le thème de l'étude des matériaux anciens pour le lancement de la plateforme IPANEMA.

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