PLÉIADES
Ce travail a été réalisé dans le cadre d'une vaste collaboration internationale de près de 20 chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, originaires de six pays : France, Suède, Norvège, Finlande, États-Unis et Italie et résulte de près de 40 ans d'observations et de recherches depuis les débuts de la spectroscopie de photoélectrons par rayons X (XPS). Son but est de déterminer les limites de l'interprétation quantitative de ces spectres de photoélectrons.
L’étude des propriétés spectroscopiques d’ions en phase gazeuse, un système par définition très dilué, nécessite l’emploi de méthodes expérimentales particulières. Des scientifiques d’Orsay, Lille, et de SOLEIL, ont développé une méthode basée sur la comparaison de 2 techniques d’analyse, mises en œuvre sur les lignes DESIRS et PLEIADES, pour obtenir les sections efficaces absolues d’une réaction d’ionisation.
Cela fait maintenant 10 ans que l’INRA et SOLEIL ont engagé une fructueuse collaboration, qui s’appuie sur la présence d’ingénieurs INRA mis à disposition à SOLEIL. Un ouvrage, paru en janvier 2017, rassemble une trentaine de résultats de recherche issus de cette collaboration.
Polarized Light source for Electron and Ion Analysis from Diluted Excited Species : PLEIADES
Des X-mous à ultra haute résolution pour des études spectroscopiques en phase diluée
PLÉIADES est une ligne de lumière X-mous à ultra haute résolution (pouvoir résolvant ultime avoisinant les 100000 à 50 eV) couvrant le domaine spectral entre 10 eV et 1 keV. PLÉIADES est dédiée aux études spectroscopiques de physique atomique et moléculaire en phase diluée (atomes, molécules, ions, agrégats, molécules adsorbées sur des surfaces).
Tous les états de polarisation horizontale, verticale et linéaire tournante, ainsi que circulaire et elliptique, seront disponibles à partir de 55 eV grâce à un onduleur à aimants permanents de 80 mm de période (type Apple II).
Les polarisations linéaire horizontale et circulaire seront aussi disponibles dès 10 eV (linéaire verticale dès 20 eV) grâce à un 2ème onduleur (256 mm de période) électromagnétique.
Trois montages expérimentaux seront installés de façon permanente sur la ligne de lumière : un spectromètre d'électrons à haute résolution (de type Scienta R4000), un montage de coïncidences entre des électrons Auger et des ions résolus en énergie en en angle (EPICEA), ainsi qu'un montage (MAIA) permettant les études de photoionisation d'ions (source ECR) positifs et négatifs. De plus, un parc de lasers conventionnels (continu et pulsé), ainsi que la possibilité de combiner un faisceau laser femtoseconde haute intensité/haute cadence (1 mJ/100 kHZ, 5 mJ/20 kHZ, 10 mJ/10 kHZ) fourni par une installation permanente à proximité de PLEIADES au rayonnement synchrotron, pour des arrangements de type pompe - sonde, seront aussi mis à la disposition des utilisateurs dans l'avenir proche. La ligne de lumière présente trois branches optiques avec des propriétés de focalisation du faisceau différentes. Deux de ces branches (branches N°2 et N°3) permettent aux utilisateurs d'installer leurs propres chambres expérimentales (voir le tableau ci-dessous pour les divergences et les tailles de faisceau sur l'échantillon pour les trois branches optiques).
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Résumé du sujet de thèse dans le cadre du projet ANR HighEneCh :
Le but de cette thèse est de mieux comprendre l’impact physicochimique des ionisations en couche interne sur les molécules d’intérêt biologique en solution. Ces évènements extrêmes, injectant des centaines d’électrons volt sur des échelles atomiques, pourraient en effet jouer un rôle majeur en radiobiologie.
Cette thèse sera conduite dans le cadre d’une collaboration entre le CEA Saclay et le synchrotron SOLEIL et L’Université Pierre et Marie Curie. Elle abordera d'une part des dévelopements spectroscopiques pour suivre la créations d’espèces radicalaires et des changements structuraux dans les biomolécules ionisées et d'autre part la mise en place d’expériences d’irradiations avec des rayonnements X-mous sur les lignes de lumières METROLOGIES et PLEIADES du Synchrotron SOLEIL. Un volet simulation par dynamique moléculaire ab-initio pourra de plus être développé en collaboration avec l’Université Pierre et Marie Curie. Cette thèse est co-financée par le Synchrotron SOLEIL et L’Agence National de la Recherche, dans le cadre du projet ANR-17-CE30-0017-HighEnech.
Pour plus d'informations contatctez Christophe Nicolas et téléchargez le sujet complet dans la rubrique documents à télécharger.
Résumé du sujet de thèse SOLVATAXION dans le cadre d'une collaboration Synchrotron SOLEIL et GANIL (Caen):
Le but de cette thèse est de comprendre à l’échelle moléculaire le rôle de l’environnement dans l’endommagement induit par les radiations dans des systèmes moléculaires d’intérêt biologique.
L’originalité du travail proposé repose sur la complémentarité des études à mener :
- l’utilisation de sources d’excitation/ionisation complémentaires que sont les photons X et les ions permettant d’étudier la dynamique de fragmentation sur un large domaine d’excitation donnant une cartographie assez complète des processus de relaxation ;
- l’étude par différentes spectroscopies (photoélectrons XPS, absorption NEXAFS) permettant d’obtenir une information sur la structure du système étudié.
Ce travail est une collaboration entre le Synchrotron SOLEIL et le laboratoire CIMAP situé à Caen et bénéficie ainsi des compétences et savoir-faire des deux équipes. En plus de l’utilisation des instruments déjà existants dans les deux laboratoires, le candidat participera au développement de nouvelles sources de systèmes microsolvatés plus performantes.
Ce projet de thèse sera co-encadré par Aleksandar Milosavljevic (Synchrotron SOLEIL) et Patrick Rousseau (CIMAP) et sera conduit dans l’environnement motivant et exigeant des grands instruments de recherche (SOLEIL, GANIL). Il sera cofinancé par Synchrotron SOLEIL et la Région Normandie. Il s’inscrit dans le cadre des activités d’un laboratoire international associé (LIA DYNAMO, CIMAP/Université de Stockholm/Université Autonome de Madrid) et d’un programme international de collaboration scientifique (PICS BIFACE, CIMAP et CNR-ISM à Rome), deux projets financés par le CNRS.
Pour plus d'informations contatctez Aleksandar Milosavljevic et téléchargez le sujet complet dans la rubrique documents à télécharger.
Données techniques
- Domaine d'énergie
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10 eV - 1000 eV
- Pouvoir résolvant
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15000 (10 eV - 40 eV), 20000 - 100000 (35 eV - 1000 eV)
- Source
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Onduleurs HU256 (période: 256 mm) électromagnétique et HU80 (période: 80 mm) à aimants permanents (de type Apple II)
- Flux sur première optique
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Environ 1.2·10+15 Photons/s/0.1% BP à 100 eV
- Monochromateur
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PGM sans fente d'entrée utilisant des réseaux plans à espacement de traits variable (VLS) et profondeur de traits variable (VGD)
- Environnement échantillon
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Cellule à gaz pour spectromètre d'électrons à haute résolution
Cellule d'absorption pour échantillons gazeux
Mesure en continu du flux de photons (I0)
Source d'ions ECR
Jets de gaz effusifs pour montage EPICEA et spectromètre d'électrons
- Taille de faisceau sur échantillon
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50(H)x30(V) μm2 sur branche N°2 ; 180(H)x100(V) μm2 minimum sur branche N°3
- Divergence (max) sur l'échantillon
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9 mrad (H) - 4 mrad (V) sur branche N°2; 2 mrad (H) - 0.6 mrad (V) sur branche N°3
- Flux sur l'échantillon
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Environ 1·10+13 Photons/s/0.1% BP
- Detecteurs
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Spectromètre d'électrons haute résolution, spectromètre d'électrons haute luminosité "Double Torique", montage de coïncidences électron - ion (EPICEA) avec détecteurs sensibles en position
- Polarisation faisceau
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10 - 200 eV (linéaire H, V, circulaire); 35 - 1000 eV (linéaire H, V, tournante, elliptique)
Thématiques scientifiques
| Dynamique de relaxation de molécules et d'agrégats excités en couche interne |
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|---|---|
| Corrélations vectorielles et distributions angulaires suivant la photoionisation en couche de valence et en couche interne |
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| Étude de la photoionisation multiple d'atomes et de molécules |
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| Photoionisation d'ions |
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| Expériences combinant lasers et rayonnement synchrotron |
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| Photochimie |
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Quand le laser X à électrons libres révèle les effets radiosensibilisants au niveau moléculaire
Bien que l'effet de radio-sensibilisation de certaines molécules dans les radiothérapies contre le cancer soit connu depuis longtemps, les mécanismes moléculaires exacts derrière cet effet –c’est-à-dire la capacité de l’agent radio-sensibilisant à augmenter localement les dégâts de l'irradiation sur les cellules –ne sont pas encore complètement compris.