Magazine Observatoire de Paris n°3 déc 05/jan-fév 2006
Magazine Observatoire de Paris n°3 déc 05/jan-fév 2006
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°3 de déc 05/jan-fév 2006

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 26

  • Taille du fichier PDF : 2,3 Mo

  • Dans ce numéro : naissance de l'Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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GYROMÈTRE À ATOMES FROIDS L’expérience mesure des rotations et des changements d’orientation. COLD ATOM GYROMETER The experiment measures rotations and changes of orientation. SYRTE - Observatoire de Paris Contact : André CLAIRON SYRTE +33 (0)1 40 51 23 33 andre.clairon@obspm.fr HORLOGE À ATOMES FROIDS Elle utilise comme référence des atomes de césium et de rubidium. COLD ATOM CLOCK It uses cesium and rubidium atoms as a reference. SYRTE - Observatoire de Paris LES ATOMES FROIDS, GRAND FRISSON DE LA RECHERCHE EN ÎLE-DE-FRANCE COLD ATOMS SEND SHIVERS THROUGH RESEARCH IN ÎLE-DE-FRANCE 6 - MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°3/ÉVÉNEMENT L’Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids - IFRAF a été créé le 1 er octobre 2005, sous l’impulsion du prix Nobel de physique Claude Cohen-Tannoudji. Il associe, notamment, l’École Normale Supérieure et l’Observatoire de Paris. The Île-de France Institute for Cold Atom Research was created on 1 st October 2005, at the instigation of Nobel Prize physicist Claude Cohen-Tannoudji. It forms an association that includes, among others, the École Normale Supérieure and the Observatoire de Paris. Les atomes froids constituent un domaine de pointe extrêmement actif. Il s’appuie sur les travaux de Claude Cohen-Tannoudji et de son école. Le principe consiste à refroidir la matière à très basse température – un millionième de degré au-dessus du zéro absolu ! Un nuage de gaz « lévite » entre six faisceaux lasers, qui agissent comme une « mélasse optique » : les atomes sont freinés et piégés par la lumière. Ils atteignent des états inédits et déroutants, gouvernés par la mécanique quantique de l’infiniment petit. On créé ainsi des condensats dont les propriétés s’apparentent à la superfluidité ou à la supraconductivité. D’où l’idée d’un réseau de laboratoires dédiés à faire fructifier ce secteur. L’Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids - IFRAF associe l’École Normale Supérieure et l’Observatoire de Paris à quatre autres établissements de la région (voir encadré). Essaimage et rayonnement international Et déjà les retombées se profilent. Le laser à « ondes de matière » est un analogue du faisceau lumineux bien connu qui lit les compact-discs. Son dispositif se compose d’un jet d’atomes tous identiques « qui marchent au pas comme des soldats sur un pont ». Autre débouché : « l’horloge la plus précise du monde fonctionne actuellement, grâce à des atomes froids, au département Systèmes de Référence Temps- Espace - SYRTE, de l’Observatoire de Paris », affirme André Clairon, chercheur au SYRTE et directeur adjoint de l’Institut. « Sa version industrielle volera en 2009 à bord de la station spatiale internationale. Enfin, nous concevons un gyroscope à atomes refroidis par laser avec des applications dans la navigation sur Terre et dans l’espace. » L’objectif ? S’unir pour exploiter le nouveau filon. L’Institut des Atomes Froids se veut un pôle d’excellence capable de rivaliser avec le Center for Cold Atoms, du Massachusetts Institut of Technology et d’Harvard, ou bien avec l’Australian Institut for Quantum Atom Optics. Le maillage associe les entreprises Thalès, Sodern, Sagem et l’Onera. Il renforce la compétitivité dans le contexte européen et international. Pour sa création, l’Institut bénéficie d’un budget de 16 millions d’euros sur deux ans, dont 5 millions alloués par la région. Le Centre National de Recherche Scientifique et les universités, l’Agence Nationale pour la Recherche, le Collège de France, le Centre National d’Études Spatiales, la Délégation Générale pour l’Armement, l’Union européenne et la Ville de Paris sont aussi des partenaires contributeurs. EN BREF... L’IFRAF est un groupement d’intérêt scientifique soutenu par le Conseil Régional d’Île-de-France. Il fédère 180 chercheurs au sein de six laboratoires membres : le Laboratoire Kastler Brossel (ENS), le SYRTE (Observatoire de Paris), le Laboratoire Aimé Cotton et le Laboratoire de Physique Théorique LPTMS (Université Paris-Sud 11), le laboratoire Charles Fabry (Institut d'optique IOTA), le laboratoire de physique des lasers LPL (Université Paris Nord). IN SHORT... The IFRAF is a federation for scientific purposes supported by the Île-de-France Regional Council, gathering together 180 researchers from six different member laboratories : Kastler Brossel Laboratory (ENS), SYRTE (Observatoire de Paris), Aimé Cotton Laboratory and Laboratory for Theoretical Physics (University Paris- Sud 11), Charles Fabry Laboratory (IOTA Optics Institute), and Laboratory for Laser Physics (University Paris Nord). Cold atom research is an advanced and extremely active field, based on the work of Claude Cohen-Tannoudji and its school. The starting point consists in cooling matter to very low temperatures- -one millionth of degree above absolute zero.A cloud of gas « levitates » between six laser beams that act as a kind of « optical molasses ». Atoms are then stopped and trapped by light, and they enter new and puzzling states ruled by the laws of quantum mechanics that apply to the realm of the infinitesimally small. Condensates are then created whose properties are similar to super fluidity or superconductivity. Settingup a network of laboratories should promote research and applications in this domain. The Île-de-France Institute for Cold Atom Research brings together the École Normale Supérieure, the Observatoire de Paris, and four other institutions in the region (see box). Increasing the international visibility of French research And the effects are already showing. The matterwave laser is similar to the familiar light beam that reads compact disks. It consists of a stream of identical atoms « marching in step like soldiers on a bridge ». Another fallout : « The most accurate clock in the world is presently in operation, thanks to laser-cooled atoms, at the Time-Space Reference Systems Department (SYRTE) of the Observatoire de Paris », says André Clairon, a researcher at SYRTE and the Institute’s assistant director. « Its industrial version will be on board the international space station in 2009. And we are developing an atom gyroscope with applications to navigation on Earth and in space. » The objective is to work together to take advantage of the possibilities offered by this new field. The Cold Atom Institute is a center of excellence capable of competing with the Center for Cold Atoms at the Massachusetts Institute of Technology and Harvard, or the Australian Institute for Quantum Atom Optics. The network brings together the Thalès, Sodern, Sagem and Onera companies and strengthens their competitiveness at the European and international levels. The Institute’s initial budget is 16 million euros over two years, 5 million of which for the region. Other contributing partners are the National Center for PROJET PHARAO L’horloge Pharao, du CNES, volera en 2009 sur la station internationale. PHARAO PROJECT The CNES Pharao clock will be on board the international space station in 2009. CNES Scientific Research and universities, the National Agency for Research, the Collège de France, the National Center for Space Studies (CNES), the Délégation Générale pour l’Armement, the European Union, and the City of Paris.
TROIS QUESTIONS À... MICHÈLE LEDUC Directrice de l’Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids THREE QUESTIONS TO... MICHÈLE LEDUC Head of the Île-de-France Institute for Cold Atom Research Hisser la recherche au plus haut niveau de la compétition internationale, fédérer les forces des meilleurs laboratoires régionaux et diffuser les connaissances : tels sont les objectifs du nouvel Institut des Atomes Froids. To raise research to the highest level in the international arena, to bring together the strengths of the best regional laboratories and to disseminate knowledge : such are the goals of the new Cold Atom Institute. Pourquoi avoir créé cet institut scientifique régional ? L’Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids - IFRAF fédère six laboratoires et cinq établissements afin de renforcer la position française dans un domaine florissant. Il s’agit de mutualiser les moyens. De travailler mieux et plus vite. En renforçant l’esprit de collaboration plutôt que de concurrence. L’objectif est d’accroître notre visibilité internationale par des projets d’envergure. Les retombées à moyen terme bénéficieront à l’industrie. Comment se concrétise la collaboration avec l’Observatoire de Paris ? Le laboratoire Kastler-Brossel de l’École Normale Supérieure (ENS) travaille depuis longtemps avec le département Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) de l’Observatoire de Paris. L’ENS hébergera l’administration de l’Institut. Des bureaux et des locaux de recherche y seront créés en 2006. L’Observatoire doit aménager deux anciens ateliers d’artistes en laboratoires pour les horloges, gyroscopes et gravimètres. Le directeur adjoint qui m’épaulera est André Clairon, du SYRTE. Philip Tuckey, à la tête du SYRTE, est membre de notre directoire et Daniel Egret, Président de l’Observatoire, siège au conseil d’administration. Quelles sont les perspectives d’avenir ? Les horloges à atomes froids mesurent aujourd’hui plusieurs mètres de haut. Demain, le laser et le piège magnétique tiendront sur une puce de circuit intégré. En parallèle, le projet Pharao sera embarqué à bord de la station spatiale internationale. Il diffusera une référence de temps universel pour tous les utilisateurs sur Terre ! D’autres applications des atomes froids toucheront la cryptographie, la téléportation et l’information quantique. L’objectif est de faire rayonner l’école française d’optique et de physique. Notre Institut occupera une place de choix, en Île-de-France, à côté des pôles de biologie et de médecine. PROFIL Michèle Leduc travaille avec Claude Cohen-Tannoudji au laboratoire Kastler-Brossel, qu’elle a dirigé, à l’École Normale Supérieure. Elle a conseillé le Ministère de la recherche et siège au Conseil scientifique de la ville de Paris. Elle coordonne l’ensemble des actions françaises illustrant « 2005, Année Mondiale de la Physique » avec plus de 500 manifestations – cycles de conférences, expositions, bars des sciences, animations, spectacles ou visites – présentées. L’Observatoire de Paris a proposé à cette occasion un programme riche de colloques, expositions, conférences 1. (1) Voir les Magazines de l’Observatoire de Paris n°0, décembre 2004, p.23 ; n°1, mars 2005, p.18 ; n°2, juin 2005, p.5 et p.23. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°3/ÉVÉNEMENT - 7 Why to have created this regional scientific institute ? The Île-de-France Institute for Cold Atom Research (IFRAF) federates six laboratories and five institutions in order to strengthen France’s position in a thriving field. The idea is to share resources, and to work better and faster by emphasizing collaboration over competition. The objective is to increase our international visibility through high-profile projects. The medium-termfallouts will benefit industry. What formdoes the collaboration with the Observatoire de Paris take ? The Kastler-Brossel laboratory at the École Normale Supérieure (ENS) has long been working with the Observatoire de Paris Time- Space Reference Systems Department (SYRTE). The ENS will house the Institute’s administration. Offices and research facilities will be built there in 2006.The Observatoire will convert two former artist studios into laboratories for the clocks, gyroscopes and gravimeters. The assistant head that will work with me is André Clairon, from SYRTE. Philip Tuckey, head of SYRTE, and Daniel Egret, President of the Observatoire, are both members of the board of directors. What are the prospects for the future ? Cold atom clocks are today several meters high.Tomorrow, the laser and the magnetic trap will fit into one integrated circuit chip. At the same time, the Pharao project will be on board the international space station. It will broadcast a universal time reference for allusers on Earth ! Other applications of cold atoms willaffect cryptography, teleportation, and quantum information. The aim is to extend the influence of the French school in optics and physics. Our institute will have a special place in Île-de-France, together with the biology and medicine centers. PROFILE Michèle Leduc works with Claude Cohen-Tannoudji at the Kastler- Brossel, which she has headed, at the École Normale Supérieure. She has advised the Ministry of Research and is a member of the City of Paris Scientific Council. She is the coordinator of the French initiatives marking « 2005, World Year of Physics » with more than 500 events series of conferences, exhibitions, science counters, shows and visitson the program. On this occasion, the Observatoire de Paris organized a host of colloquia, exhibitions and talks 1. (1) See the following issues of this magazine : no. 0, December 2004, p.23 ; no. 1, March 2005, p.18, and no. 2, June 2005,pp. 5 and 23. MICHÈLE LEDUC « Fédérer les meilleures forces de la recherche en Île-de-France ». MICHÈLE LEDUC « To bring together the best research talent in Île-de-France ». LKB/ENS Contact : Michèle LEDUC Laboratoire LKB, ENS +33 (0)1 44 32 20 23 leduc@lkb.ens.fr



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