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Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011

Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011 Partie 2. EcoX. Rock. Les sources synchrotrons. ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs Début construction : 1988 Mise en service : 1994-99 40 lignes de lumière

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  1. Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011 Partie 2

  2. EcoX Rock Les sources synchrotrons • ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs • Début construction : 1988 • Mise en service : 1994-99 • 40 lignes de lumière • Upgrade 1 : 2008-15 – Upgrade 2 : 2016-22 • Budget annuel 85 + 13 (upgrade) M€ • SOLEIL (Saclay) 2,75 GeV, 400 mA, C= 354 m, rayons X mous et UV • Début construction : 2001 • Mise en service : 2008-12 • Phases 1 et 2 achevées en 2012 • 26 lignes de lumière (+2) • Budget annuel 60 M€ • Phase 3 en discussion

  3. Les synchrotrons dans le monde

  4. ESRF: 19 Members and Associates Countries Contributions to ESRF Budget • Members • France 27.5% • Germany 25.5% • Italy 15% • UK 14% • BeNeSync 6% • (Belgium, The Netherlands) • NordSync 4% • (Denmark, Finland • Norway, Sweden) • Spain 4% • Switzerland 4% • 100% • Scientific Associates • Portugal 1% • Israel 1% • Austria 1% • Poland 1% • Central-Sync 1.05% • (Czech Republic, Slovakia, Hungary)

  5. Accelerator and Source Machine Statistics for 2008-2010 2008 2009 2010 98.30 99.04 98.78 64.5075.8067.50 1.10 0.73 0.82 Availability (%) Mean time between failures (hrs) Meanduration of a failure (hrs) Accelerator and Source Division P. Elleaume (1955 - mars 2011) Director of ASD 2000 -11

  6. Ada Yonath and Venki Ramakrishnan ESRF Users

  7. Large ribosomal subunit from Deinococcus radiodurans (courtesy A.Yonath, Weizmann Institute) First “synchrotron” Nobel Prize may lead to new and more efficient antibiotics

  8. For SR Facilities to continue to be useful: - Applied and Fundamental Science Faithful and committed service to Users Cost effective ( Electricity? …) Increase the Users Community: Industry and Private Investment Rapid Access Availability and Reliability Automation and Remote Control: Bring SR in your Lab! Data: transfer, analyses, archiving, ….. Partnerships and Platforms More than photons New SR Sources - Storage Ring based: 0.1 nm Horizontal Emittance 1023 photons/s/mm2mrad2/0.1%BW ESRF (2010) ESRF (2007) ESRF (2000) ESRF (1994) Synchrotron radiation Second generation First generation X-ray tubes 1900 1920 1940 1960 1980 2000 • The Grand Challenges

  9. Les lignes consortium CRG

  10. Le synchrotron Soleil • Société civile de droit français • CNRS 72 % - CEA 28 % • Construction (2002 – 12) : 287 M€ • Région Ile de France 148 M€ • Essonne 34 M€ • CNRS + CEA 98 M€ • Région Centre 3.4 M€ • MESR 3 M€ • Exploitation (2002 – 12) : 330 M€

  11. Les lignes de lumière de SOLEIL

  12. Analysis of the user affiliation • National users (75% of total access) • International users (25% of the total access 2008-2010)

  13. L'asymétrie « naturelle » des molécules biologiques viendrait de l'espace (2) Coll : L. d’Hendecourt (IAS, Orsay). U. Meierhenrich (Univ. Nice), L. Nahon (SOLEIL) NH3:CH3OH:H20 1:1:2 irradié pendant ~ 48 h @ 6.64 eV Dépôtgazeux Irradiation VUV CP - SR Cryostat (80 °K) + irradiation pendant le réchauffement résidu  hydrolyse (GC-MS)

  14. Les pnictures de fer supraconducteursCASSIOPEE + collColson et al CEA, Brouet et al LPS BaFe2As2 LaO1-xFxFeAs FeAs T Cuprates Tc jusqu’à 56K (mars 2008) AF Dopage K au lieu de Ba => dopage trou Co au lieu de Fe => dopage électron SC Nombre de trous => Origine de la supraconductivité ? Relation avec le magnétisme ? => Relations d’autres supraconducteurs haute température, comme les cuprates? CASSIOPEE

  15. PX1 SAXS - WAXS - GISAXS SWING ~120 A Macromolecularcrystallography Small-angle X-ray scattering Glycoprotein organization of Chikungunya virus Nanodiscs of phospholipids encapsulated by scaffold proteins E3-E2-E1 Icosaedric arrangement coating the virus Monodispersed objects Bilayer-based structures A tool for membrane proteins studies N. Skar-Gislinge et al, (2010) JACS, 132, 13713–13722 J. E. Voss et al (2010) Nature, 2 December. Cover page

  16. Nano-tomographybeamline. T. Weitkamp • with two dedicated experimental end-stations for: 1- high spatial resolution ( < 100 nm) 2- highdensityresolution (Parallel-beamtomography) The 200 m long extention building that accomodates the two beamlines Long beamlines for highresolution 3D imaging and coherence Nanoscopium beamline (open for users 2013) A. Somogyi- C. Kewish- G. Baranton • 3D imaging on two dedicated experimental end-stations combining: • 1- Scanning coherent scattering / ptychography (image resolution down to <30 nm) • 2- nano-probe: 3D XRF, XANES, differential phase contrast, (min. resolution: 30 nm)

  17. NIF, LMJ ELI-4 Les Lasers intenses HDE Haute Densité d'Energie UHI Ultra Haute Intensité  100 J  100 TW ns, ps fs LULI 2000 LIL MegaJoule LUIRE Apollon kJ PW 1 MJ 100 PW

  18. Thématiques lasers intenses ns Matière à haute densité d'énergie HDE Fusion par confinement inertiel Interaction Laser - Plasma ps Particules énergétiques (e-, p) Rayonnement : THz --- X UHI fs Accélération d'électrons (GeV) Accélération d'ions (MeV) Lumière Extrême Sources secondaires X-UV, ultra-brèves Physique nucléaire vers la physique des hautes énergies, la physique nucléaire et la physique des particules

  19. Science à ultra-haute intensité : accès au régime ultra-relativiste physique des particules, théorie des champs … Science attoseconde : "imagerie" à l'échelle attoseconde de la dynamique des électrons dans un atome, une molécule, un plasma ou un solide Sources de faisceaux haute énergie : faisceaux ultra brefs de particules énergétiques (>10 GeV) et de rayonnement –>  Et leurs applications QED nonlinéaire: E·e·c=2moc2 optique ultra-relativiste optique relativiste Intensité focalisée [W/cm2] électrons liés CPA blocage de modes mode déclenché Les trois domaines scientifiques liés aux hautes intensités

  20. Les installations UHI en exploitation en France LOA (ENSTA) – Salle Jaune : 1J / 30fs LASERIX (UPS – ENSTA) 40J / 100fs UHI100 (IRAMIS) – : 2J / 20fs ECLIPSE - CELIA : 200 mJ / 40fs

  21. Les installations UHI en construction en France • LUIRE (ILE – ENSTA) • 15J / 30fs 1 tir/min 0,5 PW • 1 salle radio-protégée APOLLON (ILE – Orme des Merisiers) 150J / 15fs 1 tir/min 10 PW 1023 W/cm2 3 salles radio-protégées

  22. Les installations ELI Pour l’instant : 3 projets de multi-10PW République Tchèque Roumanie Hongrie 1 pilier ≥ 100 PW à prévoir ?

  23. Les budgets laser • LUIRE • 9,5 M€ investis • 500 k€/an de fonctionnement (à trouver) • Apollon : • 20 M€ dans le CPER • 10 M€ dans CILEX • 1,5 M€/an de fonctionnement (à trouver) • 15 postes IT (à trouver) • LULI : • 1.8 M€ (CNRS/TGIR) • 1 M€ Autres • 1.6 M€ (EP + CEA) • 2.6 M€ salaires CNRS

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