Magazine Observatoire de Paris n°6 déc 06/jan-fév 2007
Magazine Observatoire de Paris n°6 déc 06/jan-fév 2007
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°6 de déc 06/jan-fév 2007

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 1,8 Mo

  • Dans ce numéro : 2007, année polaire internationale.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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L’INSTRUMENT destiné à démontrer le fonctionnement de Brain installé à Concordia. INSTRUMENT to demonstrate the operation of Brain at Concordia. Cyril Dufour, APC Contact : Michel PIAT Maître de conférence à l’Université Paris7 APC +33 (0)1 44 27 14 47 piat@apc.univ-paris7.fr DÉMONSTRATEUR d’interférométrie bolométrique à 90 gigahertz pour Brain, fonctionnant à température ambiante. L’onde incidente est captée par les deux cornets visibles à droite, puis déphasée par les dispositifs optiques contenus dans les boîtiers noirs. Après le mélange des deux ondes ainsi obtenues, l’intensité du signal est mesurée par un bolomètre refroidi à 4 kelvins dans le cryostat visible en arrière-plan. DEMONSTRATOR of bolometric interferometry at 90 gigahertz for Brain, operating at room temperature. The incident wave is received by the two horns shown on the right, and then phase shifted by the optical devices inside the black cases. After the two resulting waves are mixed, the signal intensity is measured by a bolometer cooled to 4 degrees Kelvin in the cryostat appearing in the background. APC BRAIN : PLUS LOIN DANS LA COSMOLOGIE BRAIN : TAKING COSMOLOGY FURTHER Lorsqu’il sera construit, l’instrument Brain, à Concordia, permettra d’affiner notre connaissance des paramètres cosmologiques. Mais aussi, en détectant les traces des ondes gravitationnelles primordiales, d’en savoir plus sur l’inflation, une époque mystérieuse pendant laquelle l’Univers a brutalement "enflé". Brain est proposé par le laboratoire Astroparticule et Cosmologie - APC. After it is built, the Brain instrument, at Concordia, willallow astronomers to refine their knowledge of the cosmological parameters. In addition, through the detection of traces of primordial gravitational waves, they will be able to learnmore about inflation, a mysterious period during which the universe « swelled » dramatically. Brain is a project being proposed by the Astroparticle and Cosmology Laboratory (APC). La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein les a prévues. Mais, à ce jour, personne ne les a directement observées. "Elles", ce sont les ondes gravitationnelles. Installé en Antarctique sur la base Concordia, un instrument proposé par le laboratoire APC, pourrait tenter de détecter leurs effets. À la base de Brain – c’est le nom de l’expérience – se trouvent des bolomètres : des détecteurs qui ont pour propriété de s’échauffer légèrement lorsqu’une particule les heurte. Pour la première fois, trois matrices de 256 bolomètres, comparables aux matrices des caméras CCD, seraient assemblées et disposées à distance les unes des autres afin de créer un interféromètre 1.Pour permettre le fonctionnement de ces détecteurs, chacune de ces matrices devrait être refroidie dans un cryostat pour atteindre une température proche du zéro absolu, 300 millikelvins. En savoir plus sur l’Univers primordial « Brain observera le rayonnement fossile cosmologique, un rayonnement produit 300 000 ans après le Big Bang, visible sur l’ensemble du ciel et dont les fluctuations nous renseignent sur la structure de l’Univers à cette époque lointaine », explique Michel Piat, maître de conférence à l’Université Paris 7 et instrumentaliste du laboratoire APC. Une part non négligeable de cette lumière venue du fond des âges, 10% environ, se présente sous une forme polarisée, ce qui signifie qu’elle est formée d’un champ électrique dont la direction est caractéristique. Cette portion du rayonnement fossile, que Brain analysera finement, n’a que peu été étudiée à ce jour. « Or, la manière dont cette lumière est polarisée dépend de la valeur des paramètres cosmologiques. Brain sera donc capable d’augmenter la précision avec laquelle ces paramètres - fondamentaux pour la cosmologie - sont connus, par exemple, la densité de l’Univers ou la constante de Hubble », indique Éric Breelle, ingénieur de recherche CNRS à APC, en partance pour l’Antarctique. Mais il y a mieux. Ce sont les ondes gravitationnelles créées dans la foulée du Big Bang, 10 -35 secondes après, qui sont à l’origine d’une petite partie de la polarisation du rayonnement fossile. S’ils réussissent à mesurer les traces laissées par ces ondes gravitationnelles, les chercheurs obtiendront des renseignements sur l’inflation, une période mystérieuse des débuts de l’Univers au cours de laquelle celui-ci a vu son volume augmenter considérablement. Pour l’heure, Brain n’est encore qu’un projet prévu pour 2010, mené avec quatre universités d’Italie et de Grande- Bretagne. Cependant, un instrument destiné à démontrer le fonctionnement d’une telle expérience a déjà été installé à Concordia. Et un prototype de l’appareil final devrait y être établi dès l’an prochain. 8- MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°6/ACTUALITÉ DES LABORATOIRES They were predicted by Einstein’s general theory of relativity, but no one has yet directly observed them. « They » are gravitational waves. Located at the Concordia Station in Antarctica, an instrument proposed by the APC Laboratory, might try to detect their effect. The basic principle of Brainsuch is the name of the experiment involves the use of bolometers, detectors with the property of slightly rising their temperature when hit by a particle. For the first time, three 256-bolometer arrays, similar to the matrices in CCD cameras, would be assembled and positioned at a certain distance from each other in order to create an interferometer 1.For these detectors to operate, each array has to be cooled in a cryostat until it reaches a temperature close to the absolute zero, 300 millikelvins. Learning more about the primordial universe « Brain will observe the cosmic background radiation (CBR), which took place 380,000 years after the Big Bang. This radiation is present all over the sky and its fluctuations contain information on the structure of the universe at that distant time », explains Michel Piat, senior lecturer at the Paris 7 University and instrumentation scientist at the APC laboratory. A non-negligible part of this light coming from the dawn of the Universe, approximately 10 percent, appears in polarized form, that is, as an electric field of a particular direction. This part of the CBR, which Brain willanalyze in depth, has not been well-studied so far. « The way this light is polarized depends on the value of the cosmological parameters. Brain will be able to increase the accuracy of our knowledge of these parameterswhich are fundamental in cosmology the density of the universe and Hubble’s constant, for example », observes Éric Breelle, CNRS research engineer at APC, soon to travel to Antarctica. But there is more. It is the gravitational waves created in the aftermath of the Big Bang, 10 -35 seconds later, that are at the origin of a small part of the CBR’s polarization. If researchers manage to measure the traces left by these gravitational waves, they will obtain information about inflation, a mysterious period at the beginning of the universe during which its volume significantly increased. For the moment, Brain is still only a project to be implemented in 2010 in collaboration with four Italian and British universities. However, an instrument designed to demonstrate how such an experiment works has already being setup at Concordia, and a prototype of the final device should already be in place next year. (1) Méthode d’observation astrophysique consistant à combiner la lumière provenant de deux télescopes, ou plus, pour simuler un télescope de plus grand diamètre/A method of observation in astrophysics which combines light coming from two or more telescopes to simulate a telescope of larger diameter.
PORTRAIT SENSIBLE... CYRIL DUFOUR, CYRIL DUFOUR : IN THE VORTEX OF RESEARCH MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°6/PORTRAIT SENSIBLE - 9 DANS LE TOURBILLON DE LA RECHERCHE Pour tous ceux qui sont passionnés par les projets d'astronomie en Antarctique, le nom de Cyril Dufour évoque l'aventure dont chacun rêve. En effet, cet ingénieur a participé à la première campagne d’observation astronomique dans le domaine millimétrique à Concordia... For all those with a passion for astronomy projects in Antarctica, the name Cyril Dufour evokes the adventure everybody dreams of. And for a reason : this engineer participated in the first astronomical observation campaign in the millimetric domain at Concordia. Tout est allé si vite. En 1998, Cyril Dufour, titulaire d’un bac+3 est embauché au sein du laboratoire Astroparticule et Cosmologie - APC. « Il n’y a pas, dans le privé, d’équivalent au poste que j’ai trouvé au laboratoire : je voyage, je suis formé de manière permanente pour rester au meilleur niveau dans mon secteur, je travaille dans un lieu chargé d’histoire, le Collège de France 1 … », se réjouit Cyril Dufour. Et, surtout, « je n’ai jamais le temps de m’ennuyer ». À peine embauché, cet assistant ingénieur, dont la mission consiste à participer à la conception et à la réalisation des instruments scientifiques d’APC, part pour les Pyrénées. Là, il collabore à la transformation de l’ancienne centrale solaire d’EDF, Thémis, en observatoire des rayons gamma cosmiques. Il participe à l’étalonnage de l’instrument HFI - High Frequency Instrument du satellite Planck de l’ESA qui observera le rayonnement fossile cosmologique. Et part à Kiruna, en Suède, à l’occasion du lancement d’un ballon portant une expérience dont il a réalisé l’enregistreur. « Des programmes de recherche différents, des gens différents, des milieux différents, des pays différents… J’adore ça ! », résume-t-il. 24 jours à Concordia Sa plus belle, sa plus grande aventure, Cyril Dufour l’a vécue voici un an. Pendant 24 jours, il a vécu sur la base franco-italienne de Concordia, en Antarctique. Aujourd’hui encore, cette expérience semble marquer ce jeune homme de 33 ans. Bien que la matinée soit fraîche, il ne porte qu’un léger teeshirt, comme si le froid n’avait plus prise sur lui. Un tee-shirt avec, au niveau du cœur, le dessin du continent Antarctique. Sur place, les conditions sont difficiles. Température : -30 à -50°C. « Le scotch ne colle plus, les câbles en cuivre cassent comme des allumettes », note-t-il. Mais lui et ses collègues italiens parviennent à faire fonctionner leur « manip » de caractérisation du ciel destinée à préparer le terrain pour l’instrument Brain 2. Et à faire en sorte qu’elle puisse être contrôlée à distance, depuis l’Europe, pendant les durs mois d’hiver austral. De cette aventure, il retient avant tout la qualité des relations humaines. Hommes et femmes se révèlent profondément solidaires entre eux. « Toutes les barrières tombent entre les gens, décrit-il. Il n’y a plus de frontière entre les labos, les disciplines, les pays… », murmure-t-il. Peut-être n’y a-t-il que la science pour permettre cela. (1) Jusqu'ici hébergé par le Collège de France, le laboratoire Astroparticule et Cosmologie - APC déménage actuellement vers de nouveaux locaux où l'ensemble des équipes seront regroupées à Tolbiac - Rive Gauche au sein de l'Université Paris 7./Until now housed at the Collège de France, the Astroparticle and Cosmology Laboratory is presently moving into its new quarters at the Tolbiac-Rive Gauche site of Paris 7 University, where all its teams will be together. (2) Voir article dans ce même numéro, page 8/See article on p.8. L'expérience de Cyril Dufour dans les locaux de CONCORDIA. Cyril Dufour’s experiment at CONCORDIA. C.Dufour, APC Everything happened very fast. In 1998, Cyril Dufour, having completed his Bac+3 degree, was hired by the Astroparticle and Cosmology Laboratory (APC). « The position I occupy at the laboratory has no equivalent in the private sector : I travel, I continue to be trained at the top level of my field, and I work at a place loaded with history, the Collège de France 1 », says a delighted Cyril Dufour. And, above all, « there is never a dull moment ». As soon as he was hired, this assistant engineer, whose job is to participate in the design and construction of APC’s scientific instruments, was sent off to the Pyrenées. There, he collaborated in the transformation of the former EDF Thémis solar plant into a cosmic gamma-ray observatory. He also participated in the calibration of the High Frequency Instrument on the ESA Planck satellite that will observe the cosmic background radiation. He then travelled to Kiruna, Sweden, for the launch of a balloon carrying an experiment whose recorder he built. « Different research programs, people, environments, and countries. I love it ! » he says. Twenty four days at Concordia He had his greatest adventure a year ago, when he stayed for twenty-four days at the French-Italian Concordia Station, in Antarctica. Still today, this 33-year-old young man remains marked by the experience. On this chilly morning, he is wearing only a light t-shirt, as if no longer affected by the cold—a t-shirt with the picture of Antarctica near his heart. Conditions at the site are difficult, with temperatures in the -30 to –50 o C range. « The adhesive tape does not stick and copper cables snap like wooden matches », he observes. But he and his Italian colleagues still managed to operate their sky characterization « manipulator », which will pave the way for the Brain 2 instrument. And to set itup so that it could be controlled at a distance from Europe during the harsh southern winter months. From this experience, what he remembers most is the quality of human relations. Men and women feel a deep solidarity with each other. « All barriers between people break down. There are no longer boundaries between laboratories, disciplines, countries… » he whispers. Something that perhaps only science can achieve. SOIRÉE "PASTA" organisée par les collègues italiens de la base Concordia. « PASTA » EVENING organized by the Italian colleagues of the Concordia Station. C.Dufour, APC J.M. Gerber Contact : Cyril DUFOUR Ingénieur APC + 33 (0)1 57 27 61 87 dufour@apc.univ-paris7.fr HIVERNAGE Le premier à "hiverner" à Concordia fut Karim Agabi du Laboratoire universitaire d'astrophysique de Nice - LUAN lors de l'hiver 2005. Ingénieur de recherche, il a reçu le Cristal du CNRS pour l'en féliciter. En 2006, il y a aussi un seul hivernant astronome, Éric Aristidi du LUAN (formé à l'Ecole Doctorale Astronomie et Astrophysique d'Îlede-France à l'Observatoire de Paris). En 2007, il est prévu que trois hivernants astronomes, deux Français et un Italien, rejoignent les équipes de Concordia. The first to spend the winter at Concordia was Karim Agabi, from LUAN, in the winter 2005. In 2006, there was also only one astronomer wintering at the station, Éric Aristidi, from LUAN too (who studied at the Île-de-France Astronomy and Astrophysics Doctoral School). In 2007, three astronomers are expected to join the teams spending the winter at Concordia.



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