Les multiples propriétés des matériaux sont déterminées par le type d’atomes dont ils sont composés, par la manière dont ces derniers sont disposés et par leurs possibilités de mouvement. Dans le domaine Technologies d’avenir, les chercheuses et chercheurs de l’Institut Paul Scherrer veulent élucider ce rapport entre structures internes et propriétés observées pour diverses substances. Avec les connaissances qu’ils obtiennent, ils entendent créer les bases pour de nouvelles applications – que ce soit dans le domaines médical, dans les technologies de l’information, dans la production et le stockage énergétiques – ou encore pour de nouveaux procédés de production dans l’industrie.
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Réaliser un matériau électronique sur mesure
Des chercheurs du PSI ont analysé un matériau qui pourrait entrer en ligne de compte pour de futures applications dans le domaine du stockage de données. Une astuce leur a permis de déformer de manière ciblée la structure cristalline de leur échantillon et de mesurer la manière dont cette déformation influençait les propriétés magnétiques et électroniques.
De meilleurs catalyseurs pour une bioéconomie durable
Aujourd’hui déjà, les zéolithes sont des auxiliaires indispensables dans l’industrie chimique. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI et de l’ETH Zurich proposent des solutions pour les rendre encore plus performant.
Scientists develop a new kind of qubit based on the concept of Schrödinger’s cat
Scientists in the Applied Physics department of Yale University – one of the leading authors, Alexander Grimm, has in the meantime relocated to PSI – have developed a new device that combines the Schrödinger’s cat concept of superposition (a physical system existing in two states at once) with the ability to fix some of the trickiest errors in a quantum computation.
A la recherche du matériau électroluminescent du futur
A l’Institut Paul Scherrer PSI, des chercheurs ont scruté l’intérieur d’un matériau prometteur pour les diodes organiques électroluminescentes (OLED). Leurs conclusions contribueront au développement de matériaux électroluminescents à très bon rendement lumineux et peu coûteux à la fabrication.
SwissFEL: Athos fait de grands progrès
La nouvelle ligne de faisceaux à rayons X au laser à électrons libres SwissFEL du PSI sera bientôt opérationnelle. En décembre, Athos a fourni pour la première fois de la lumière laser, même plus tôt que prévu, à la grande joie des chercheurs en charge de sa construction.
Des nanomondes en 3D
Des images tomographiques de l’intérieur de fossiles, de cellules cérébrales et de puces informatiques fournissent des éléments de connaissance sur leurs structures les plus fines. Ce sont les rayons X de la Source de Lumière Suisse SLS qui permettent de réussir ces images en 3D grâce à des instruments ultra-modernes, des détecteurs développés au PSI et des algorithmes informatiques sophistiqués.
Court-métrage d’un nano-tourbillon magnétique
Des chercheurs ont développé une nouvelle méthode d’analyse qui leur a permis de visualiser la structure magnétique à l’intérieur d’un matériau à l’échelle du nanomètre. Ils ont réussi à réaliser un petit «film» de sept images qui montre pour la première fois en 3D les changements que de minuscules tourbillons magnétiques subissent au cœur du matériau.
Le télescope à rayons X suisse STIX s’envole vers le Soleil
La mission Solar Orbiter de l’ESA sera lancée le 10 février. Avec à son bord le télescope suisse à rayons X STIX équipé de détecteurs développés au PSI.
La simulation: le troisième pilier de la science
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI simulent et modélisent de grandes installations de recherche, mais aussi certaines expériences, par exemple en sciences des matériaux et en sciences de la vie. Andreas Adelmann, chef du Laboratoire de simulation et modélisation, explique comment ils procèdent.
Modéliser et simuler: un bon retour sur investissement
En combinant théorie, modélisation et calculs à haute performance, les chercheurs du Laboratoire de simulation et modélisation de l’Institut Paul Scherrer PSI résolvent les problèmes les plus complexes. De puissants ordinateurs leur permettent de simuler aussi bien les molécules les plus minuscules que les grandes installations de recherche.
Radiographier rapidement et précisément des matériaux composites renforcés de fibres
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont mis au point une méthode de diffusion des rayons X aux petits angles qui peut être utilisée pour le développement ou le contrôle qualité de matériaux composites novateurs renforcés de fibres. Grâce à elle, les analyses de ces matériaux pourraient se faire à l’avenir non seulement par recours aux rayons X issus de sources puissantes comme la Source de Lumière Suisse SLS, mais aussi avec le rayonnement issu de tubes à rayons X conventionnels.
Vers des microrobots intelligents
Il ressemble à un oiseau de papier en origami, cet art japonais du pliage, et exploite la force des champs magnétiques pour se mouvoir. De minuscules machines semblables à ce microrobot pourraient, entre autres, être utilisées en médecine lors d’interventions chirurgicales.
Recherche et optimisation – le SwissFEL en 2019
La plus récente grande installation de recherche du PSI, le SwissFEL, est achevée. Elle a commencé à fonctionner normalement en janvier 2019. Henrik Lemke, responsable du groupe SwissFEL Bernina, tire un premier bilan.
Visualiser des champs magnétiques puissants en utilisant des neutrons
Des chercheurs du PSI ont réussi pour la première fois à visualiser des champs magnétiques très puissants en utilisant des neutrons. Ces champs magnétiques étaient jusqu’à un million de fois plus puissants que le champ magnétique terrestre. La méthode va maintenant permettre d’étudier aussi des aimants déjà intégrés dans certains appareils, comme les appareils d’imagerie à résonance magnétique nucléaire et les alternateurs.
Des fermions de Weyl découverts dans une nouvelle classe de matériau
Jusqu’ici, l’existence de particules d’un genre spécial appelées fermions de Weyl n’avait pu être démontrée que dans certains matériaux non magnétiques. Mais des chercheurs du PSI ont maintenant réussi pour la première fois à prouver expérimentalement leur présence dans un matériau paramagnétique particulier.
First demonstration of a Germanium laser
Scientist at the Paul Scherrer Institut and ETH Zürich, with colleagues from CEA Grenoble, have demonstrated and characterized a technology that, for the first time, yields lasing from strained elemental Germanium. This achievement underlines PSI’s leading role in the development of Silicon-compatible laser light sources.
Les procédés d’imagerie du PSI aident les fusées à décoller
Des chercheurs du PSI prêtent main forte à la navigation spatiale européenne avec leurs radiographies neutroniques qui permettent de contrôler la qualité de certains composants décisifs pour le décollage des fusées.
Nouveau matériau avec mémoire de forme magnétique
Des chercheurs du PSI ont développé un matériau dont la mémoire de forme est activée par magnétisme. La médecine, la navigation spatiale, l’électronique ou encore la robotique constituent autant de domaines d’application pour ce nouveau type de matériaux composites.
Un matériau innovant qui présente aussi de nouvelles quasi-particules
Des chercheurs du PSI ont analysé à la Source de Lumière Suisse SLS un matériau cristallin innovant qui présente des propriétés électroniques encore jamais vues à ce jour. Ils ont entre autres réussi à détecter un nouveau type de quasi-particules appelées fermions de Rarita-Schwinger.
Une boussole qui indique l'ouest
La Source de Lumière Suisse SLS a permis à des chercheurs du PSI de découvrir que certains groupes d’atomes se comportent comme une boussole qui indique l’est. Ce nouveau phénomène magnétique pourrait rendre les ordinateurs nettement plus performants.
Observer les électrons et allumer les bits
L’électronique doit rapetisser, devenir plus rapide et surtout moins énergivore. Au PSI, plusieurs groupes de recherche se penchent aussi sur ces thématiques. Des améliorations graduelles à la réorientation totale: voici un aperçu de qui travaille sur quoi en ce moment.
Une lentille virtuelle améliore la microscopie à rayons X
Une nouvelle méthode développée par des chercheurs du PSI permet d’améliorer encore les radiographies de matériaux. Pour ce faire, les chercheurs ont déplacé une lentille optique et réalisé chaque fois une image individuelle. A partir de là, ils ont calculé une image globale à l’aide d’algorithmes informatiques.
Le moment est venu de passer à autre chose
Si l’on réduit le format des composants électroniques, malheureusement, ils chauffent. En termes de miniaturisation, la limite du techniquement faisable sera aussi bientôt atteinte. Au PSI, Gabriel Aeppli et Christian Rüegg travaillent à de nouvelles solutions physiques pour améliorer les performances des mémoires de données et des ordinateurs.
Mesure de cinq sursauts gamma dans l'espace
Le détecteur POLAR développé au PSI a recueilli depuis l’espace des données sur ce qu’on appelle des sursauts gamma. Elles vont permettre de mieux comprendre ces éruptions extrêmes de lumière de haute énergie.
L'UE accorde 14 millions à des chercheurs suisses
Une prestigieuse bourse de l’Union européenne a été décernée à une équipe incluant trois chercheurs du Domaine des EPF. Les scientifiques ont reçu aujourd’hui le contrat signé de l’UE qui confirme ce financement exceptionnellement important de 14 millions d’euros. Ce montant va leur permettre d’étudier certains effets quantiques qui pourraient constituer l’épine dorsale de l’électronique du futur.
Rendre possible l'impossible
L'utilisation de matériaux multiferroïques devrait ouvrir la voie vers des ordinateurs plus économes en énergie. Avec eux, il suffirait en effet d'un champ électrique pour assurer le stockage magnétique des données. Des chercheurs du PSI viennent de rendre un matériau de ce genre utilisable aux températures de fonctionnement d'un ordinateur.
Vers de nouveaux transistors de puissance
L'industrie de l'électronique attend d'un nouveau type de transistor de puissance en nitrure de gallium qu'il offre des avantages considérables par rapport aux transistors à haute fréquence qui sont utilisés aujourd'hui. Mais de nombreuses propriétés fondamentales du matériau ne sont pas encore connues. Pour la première fois, des chercheurs du PSI ont visionné un flux d'électrons dans le transistor en question. Pour ce faire, ils ont utilisé une des meilleures sources de rayons X mous au monde, qui se trouve à la Source de Lumière Suisse SLS du PSI.
Faire toute la lumière sur les biomolécules et certains processus ultra-rapides
Le 16 mai a été déclaré Journée internationale de la Lumière. Au PSI, l'exploitation de la lumière permet à la recherche de réaliser des progrès dans le domaine de la biologie et de la pharmacie. Elle sert aussi à développer de nouveaux matériaux pour le stockage de données et de nouvelles technologies médicales.
Lausanne-Villigen: un aller-retour très spécial
Nulle part ailleurs on n’a irradié autant de tumeurs oculaires avec des protons qu’au PSI. Mais avant de se rendre à Villigen, les patients qui se préparent à recevoir ce traitement doivent passer chez Ann Schalenbourg, à l’Hôpital ophtalmique Jules-Gonin de Lausanne. La collaboration entre l’hôpital et le PSI existe depuis plus de trente ans. Elle est unique au monde et permet à la plupart des malades de sauver leur œil atteint.
Un procédé d’imagerie à l’Institut Paul Scherrer permet au site argovien d’ABB d’augmenter sa production
Le site ABB de Wettingen a reçu des recommandations concrètes pour augmenter sa production de composants céramiques. Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI avaient analysé ces composants en recourant à un procédé d’imagerie neutronique. Les radiographies obtenues ont permis aux collaborateurs d’ABB d’identifier le potentiel restant d’optimisation des processus. Cette étude de faisabilité a bénéficié du soutien du Hightech Zentrum Aargau.