Fundação |
1967 (convenção) 1971 (infraestrutura) |
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Modelo | Instituto de Pesquisa |
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Campo de atividade | Ciência e tecnologia de nêutrons |
Assento | Grenoble |
País | França |
Informações de Contato | 45 ° 12 ′ 21 ″ N, 5 ° 41 ′ 32 ″ E |
Eficaz | 523 (2019) |
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Direção | Helmut Schober |
Afiliação | CEA , CNRS |
Local na rede Internet | www.ill.eu/fr |
IVA europeu | FR01779555887 |
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O Instituto Laue-Langevin (ILL), nomeado em homenagem aos físicos Max von Laue (físico alemão) e Paul Langevin (físico francês), é uma organização internacional de pesquisa localizada no polígono científico de Grenoble e que simbolizou desde sua criação em 1967, Reconciliação franco-alemã.
Este instituto especializado em ciência e tecnologia de nêutrons opera um reator de alto fluxo e seu financiamento é fornecido por treze países. Trabalhando principalmente no campo da física de partículas e medicina, ele recebe 1.500 cientistas a cada ano de quarenta países, oferecendo os feixes de nêutrons mais intensos do mundo, bem como cerca de quarenta instrumentos científicos de alta tecnologia. Ele só será igualado pela futura Fonte de Espalação Européia por volta de 2025.
Após a assinatura do Tratado do Eliseu de 1963, um acordo de cooperação científica intergovernamental entre a França e a Alemanha foi assinado em19 de janeiro de 1967para construir um reator de pesquisa nuclear . O local escolhido simboliza a reconciliação franco-alemã já que Grenoble é uma das cinco comunas francesas Companheira da Libertação , ainda marcada por seus atos de Resistência. Além disso, o nome da rue des Martyrs, onde o edifício será instalado, lembra uma vala comum com 48 cadáveres descobertos emAgosto de 1944no alcance de artilharia após a partida das tropas alemãs. As obras começaram em 1968 e no ano seguinte viu a construção do reator . Mas o13 de fevereiro de 1970, o local foi marcado por um trágico acidente em que cinco trabalhadores morreram e outros dois ficaram gravemente feridos na queda parcial do telhado. A obra foi concluída em meados de 1971 e o reator entrou pela primeira vez em divergência em31 de agosto. Sua potência é máxima em16 de dezembro.
O francês Louis Néel e o alemão Heinz Maier-Leibnitz têm uma influência decisiva no projeto e na produção dessa ferramenta destinada à pesquisa de nêutrons. Maier-Leibnitz assumiu a direção do instituto em parceria com o físico francês Bernard Jacrot até 1972, primeiro ano de uso do reator. Quando foi encomendado em 1971, o escultor Jean-Robert Ipousteguy concluiu uma escultura monumental em frente ao instituto chamada Man forcing Unity . Após longas negociações, os dois países fundadores se uniram em19 de julho de 1974pelo Reino Unido .
Em março de 1991, rachaduras detectadas em componentes de aço forçaram o desligamento do reator, levando à decisão de substituir completamente o reator. O navio do reator de 7,7 metros de altura foi feito na Alemanha e chegou a Grenoble no início de 1994, onde foi instalado em sua piscina de 18 metros de profundidade. A divergência ocorrendo em6 de janeiro de 1995. Ao mesmo tempo, o instituto está se tornando um pouco mais europeu, com parcerias científicas sendo estabelecidas com outros Estados: Espanha em 1987, Suíça em 1988, Áustria em 1990, Itália em 1997, República Tcheca em 1999, Suécia em 2005, Bélgica e Polônia em 2006, Dinamarca e Eslováquia em 2009. A Hungria juntou-se de 2005 a 2013, a Índia de 2011 a 2014.
Ao longo dos anos, os pesquisadores criaram dispositivos inovadores destinados a resfriar, aquecer ou comprimir as amostras estudadas, mas também aplicar campos magnéticos poderosos a elas.
O 19 de janeiro de 2017, Numa cerimónia tem lugar no World Trade Center Grenoble na frente dos embaixadores dos Estados-Membros e do Secretário de Estado da Investigação Thierry Mandon , para comemorar o 50 º aniversário da criação do instituto. A oportunidade é dada ao presidente da metrópole, Christophe Ferrari , de especificar que o ILL representa 600 publicações científicas por ano e que os 100 milhões de euros do seu orçamento anual são injectados na economia local.
O instituto está localizado no polígono científico de Grenoble , daí a ideia, em meados dos anos 2000, de criar o campus de inovação GIANT ( Grenoble Innovation for Advanced New Technologies ). O ILL é um membro fundador da parceria de Grenoble GIANT com o objetivo de fazer deste distrito o segundo campus de Grenoble depois da área da universidade de Grenoble localizada em Saint-Martin-d'Hères . O ILL é membro do instituto de pesquisa tecnológica Nanoelec e também do EIROforum , uma colaboração entre oito das maiores infraestruturas de pesquisa europeias.
O ILL compartilha seu site com o Centro Europeu de Radiação Síncrotron ( ESRF ), o Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) e o Instituto de Biologia Estrutural (IBS). Estas quatro organizações, três das quais europeias, constituem o European Photon and Neutron Science Campus .
O 10 de novembro de 2017, com a inauguração no vizinho ESRF do mais eficiente crio-microscópio do mundo em resolução, o ILL conta com uma ferramenta capaz de estudar moléculas até então difíceis de observar e que permitirá encontrar soluções. contra epidemias humanas.
Em 2018, o diretor do Instituto Laue-Langevin anunciou uma nova parceria entre o seu instituto, o vizinho ESRF e a empresa alemã OHB-System especializada no setor espacial. As capacidades desses centros de pesquisa em caracterização de materiais possibilitarão a este setor de vanguarda um grande avanço técnico.
Em conexão com o síncrotron vizinho, o treinamento anual é fornecido pela Université Grenoble-Alpes e o Institut polytechnique de Grenoble para estudantes, pós-doutorandos e cientistas internacionais na área de nêutrons, radiação síncrotron, bem como em física da matéria condensada. Com o nome de Hércules, a sigla para Curso Superior de Pesquisa Europeu para Usuários de Grandes Sistemas Experimentais , esse treinamento teórico e prático de um mês existe desde 1991 e recebe 80 alunos treinados por 150 professores para entender e usar esses instrumentos muito sofisticados. .
Em 2000, o instituto lançou um programa de modernização de seus equipamentos e detectores denominado Programa do Milênio. Inicialmente, entre 2001 e 2008, seis novos instrumentos científicos foram instalados e outros oito foram modernizados. Em uma segunda etapa, entre 2008 e 2016, quatro novos instrumentos foram instalados e outros quatro modernizados. Estas duas fases em conjunto representam um orçamento de 75 milhões de euros e permitiram aumentar o fator de eficiência dos instrumentos em 25 vezes. Em 2016, de forma a manter o melhor nível de investigação global e oferecer novas possibilidades nos campos de magnetismo, ciência dos materiais, matéria mole, biologia e física de partículas ( espectroscopia gama , nêutrons ultra-puros), o instituto está lançando um novo plano de modernização denominado Endurance, que acontecerá em duas fases até 2023.
Inclui um reator de pesquisa , o High Flux Reactor (RHF, INB n ° 67) com uma potência de 58 MW, moderado com água pesada , usado para produzir feixes de nêutrons . Isso permite que o material seja sondado com grande poder de penetração, mas não destrutivo. Eles também são sensíveis ao campo magnético e aos átomos leves como o hidrogênio , elemento essencial na pesquisa de amostras biológicas ou plásticos. É a fonte mais intensa de nêutrons do mundo e, portanto, um instrumento científico de primeira linha para a comunidade internacional. Desde o final de 2015, sua segurança é garantida por drones, inclusive em tempo chuvoso ou com rajadas de vento de 60 km / h.
Cerca de quarenta instrumentos científicos são colocados em todo o núcleo do reator, permitindo aplicações que vão desde a física fundamental à biologia, incluindo cristalografia, química e ciência dos materiais.
O Instituto Laue-Langevin é um instituto de serviços: sua função principal é fornecer tempos de feixe de nêutrons para cientistas usuários que estão fazendo seus experimentos. Eles obtêm esse tempo de feixe, o fornecimento de equipamento adequado e a experiência dos cientistas e técnicos no local, após a aceitação de sua proposta de experiência por um comitê de especialistas científicos. Cerca de uma em cada duas experiências sendo retidas.
Mais de 90% dos experimentos são realizados por pesquisadores oriundos de instituto, centro de pesquisa ou universidade de um dos países financiadores do instituto. A seleção dos experimentos é feita com base na qualidade das propostas de um comitê internacional. A participação da França é de cerca de um terço.
Os cientistas do ILL têm um papel triplo. Atendimento aos usuários, desde a preparação do experimento ao tratamento de seus dados, desenvolvimento permanente de instrumentos e equipamentos científicos, pesquisa por conta própria. Eles também têm habilidades duplas em sua área de especialização (magnetismo, física de partículas , biologia, etc.) e em neutrônicos .
Após o acidente nuclear de Fukushima , o ILL decidiu melhorar a segurança de seu local e, em particular, fortalecer a proteção de emergência do fornecimento de eletricidade. Assim, a empresa AEG foi escolhida em 2015 como fornecedora de sistemas de alimentação que cumprem as normas nucleares. Dentrojulho de 2016, o ILL adquire um drone de vigilância capaz de detectar radioatividade em um raio de nove quilômetros, inclusive sob chuva forte. Após o anúncio em 2015 do corte de energia no reator francês Orphée em Saclay e seu fechamento em 2019, o ILL se tornará a única fonte francesa de nêutrons naquela data.
O 17 de maio de 2017, um elemento de combustível irradiado permaneceu preso em sua capa de manuseio durante sua transferência para a piscina, fazendo com que um incidente nuclear de nível um fosse declarado em uma escala de oito.
Os resultados do ILL são amplamente divulgados em revistas científicas internacionais, mas alguns resultados de pesquisas podem estar disponíveis no canal do ILL no YouTube .
Na física teórica, o uso de nêutrons permite pesquisas em muitos campos. Dentrodezembro de 2014, Pesquisadores do Instituto Laue-Langevin associada com os da Universidade de Göttingen publicar seus resultados na revista Nature sobre a descoberta da 17 ª forma de gelo , o gelo XVI . A fim de descobrir partículas ainda hipotéticas, como axions , experimentos estão sendo realizados no Instituto Laue-Langevin por espectroscopia de ressonância gravitacional que consiste em nêutrons ultrafrios saltando ao longo de um espelho para observar seus estados quânticos de energia.
Em 2016, o instituto foi palco de um experimento para verificar se os nêutrons podiam passar do nosso universo para um universo paralelo , mas o experimento não foi conclusivo. Os resultados obtidos estão, no entanto, arquivados no site arXiv . Outras experiências semelhantes podem ser repetidas no futuro.
Dentro Maio de 2016, a experiência STEREO (oscilação do reator estéril) que consiste em descobrir a existência de um novo constituinte elementar da matéria, um tipo de neutrino denominado neutrino estéril , ocorre nas instalações do instituto. Projetado no IRFU em Saclay e o resultado de uma colaboração internacional, o sistema global de aproximadamente 93 toneladas de blindagem em torno de um detector de 3 m por 2 m e 1,5 m de altura, está posicionado próximo ao reator imediatamente durante o verão e deve dar sua primeiros resultados no final do ano. A experiência que fornece sua primeira campanha de dados entre os11 de novembro de 2016 e a 12 de março de 2017poderia demonstrar, pela oscilação dos neutrinos a curta distância, a existência de um quarto estado de neutrinos. A especificidade do STEREO em comparação com outros experimentos semelhantes realizados ao redor do mundo vem do fato de que o núcleo do reator é muito compacto. Mas outras campanhas de medição são necessárias para confirmar ou rejeitar a oscilação com certeza. Dentromarço de 2019A apresentação de novos resultados na análise de 65.000 neutrinos tende a refutar a existência de um 4 th neutrino estéril disse explicaria o défice de neutrinos observados a partir de reactores nucleares. No entanto, as análises continuam até 2020 para confirmar essa tendência.
Em 2017, o ILL revelou na revista científica Nature a sua colaboração com universidades europeias na procura de ímanes moleculares que possam ser usados no futuro para a computação quântica .
O ILL também é o local de observação da decadência (desaparecimento) de nêutrons dentro de garrafas com paredes magnéticas para determinar quanto tempo um nêutron pode viver fora de um átomo. Mas, inesperadamente, diferenças significativas e inexplicáveis de 8,4 segundos entre dois tipos de experimentos levam os pesquisadores a vincular esse desaparecimento à matéria escura . No entanto, emMaio de 2018, o físico William Marciano (de) duvida dessa ligação entre o desaparecimento dos nêutrons e a matéria escura. No futuro, o experimento PERKEO III realizado no ILL poderia decidir sobre a viabilidade do decaimento de nêutrons exóticos.
Como parte da compreensão da matéria escura e da energia escura , um estudo conduzido em 2018 pela Universidade de Viena usa a fonte de nêutrons ultrafrios "PF2" do ILL para determinar a existência de uma partícula hipotética chamada simetron. Mas a experiência extremamente preciso ( 2 × 10 -15 eV ) e levada a cabo ao longo de cem dias não permite que estas partículas para ser demonstrada. No entanto, para os físicos ainda é muito cedo para descartar completamente sua existência e apenas outros experimentos serão eventualmente capazes de fazê-lo.
No campo da saúde humana, graças a instrumentos avançados de espalhamento de nêutrons, equipes do ILL e da Universidade de Chicago mostraram em 2013 que a carga das nanopartículas de ouro influencia a maneira como essas nanopartículas interagem com a parede externa que protege as células. Os flocos de ouro com carga positiva penetram profundamente na parede externa da célula e a destroem, enquanto, ao contrário, com carga negativa, os flocos de ouro estabilizam a membrana celular. Em 2017, ensaios clínicos de fototerapia com nanopartículas de ouro estavam ocorrendo nos Estados Unidos, sugerindo uma terapia promissora.
Dendrite Soma Axônio Testemunho Nó Ranvier Terminação axonal células de Schwann Mielina |
A técnica de difração de nêutrons na matéria possibilitou em 2014 estudar a estrutura da mielina com grande precisão no ILL e entender as patologias das camadas que circundam os nervos. Usando um isótopo de água (água pesada D 2 O), os pesquisadores do Boston College foram capazes de determinar a velocidade do movimento da água na bainha de mielina. Os resultados mostraram que a troca de água no sistema nervoso periférico era quase duas vezes mais rápida do que no sistema nervoso central .
Uma publicação na revista Proceedings of the National Academy of Sciences of27 de abril de 2015informa que uma colaboração internacional da qual participaram pesquisadores do ILL mostrou que o movimento das moléculas de água pode constituir um marcador indireto da presença de fibras amilóides tau. Como essas fibras estão diretamente envolvidas no desenvolvimento da doença de Alzheimer , sua detecção poderia permitir um diagnóstico precoce da doença.
Os radioisótopos produzidos no reator do instituto são usados na medicina para o tratamento do câncer. É o caso do térbio , uma terra rara que produz radiação alfa, beta ou gama e até elétrons Auger . É o caso também do 177 Lu com prazo de 6,7 dias que, produzido para uma empresa privada em 2016, deve ser utilizado no combate ao câncer intestinal.
Em 2018, a enzima PKG II (proteína quinase G II) associada ao câncer de estômago e osteoporose , bem como seu processo de ativação foram observados em detalhes pela primeira vez, graças à cristalografia de nêutrons utilizada. No ILL. Os resultados desta colaboração global, que avançará no entendimento desses mecanismos, devem levar ao desenvolvimento de novos medicamentos contra essas duas doenças.
Em abril de 2020, os vizinhos ESRF , IBS e EMBL unem forças com o ILL na luta contra a doença coronavírus de 2019 .
Em 2013, pesquisadores britânicos e franceses usaram os feixes de nêutrons do instituto para desenvolver um método novo e altamente confiável para visualizar impressões digitais deixadas em superfícies de metal.
No verão de 2016, usando uma técnica de imagem de radiação de nêutrons, uma equipe do Instituto de Biologia Estrutural , do Instituto Max-Planck de Biologia Celular e do Instituto Laue-Langevin demonstrou que 'uma molécula chamada ectoína é usada pela bactéria halomonas titanicae no naufrágio do Titanic para sobreviver à pressão osmótica causada pelo sal da água em suas membranas. Essa bactéria que corrói os restos do forro pode gradualmente exterminar os destroços até 2030.
Em 2017, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Warwick associada à siderúrgica Tata Steel demonstrou, por meio do instrumento de imagem de deformação do ILL (SALSA), que as pontas de solda do aço a boro apresentam uma dureza reduzida devido ao calor de fusão, afetando diretamente a vida do material. Os pesquisadores estão empenhados em encontrar métodos alternativos de soldagem para a indústria automotiva, como a soldagem por pulso magnético.
O físico britânico Duncan Haldane, que trabalhou no instituto de 1977 a 1981, recebeu o Prêmio Nobel de Física de 2016 com John M. Kosterlitz e David J. Thouless por seu trabalho nas transições de fase topológica na matéria.
Em 2010, o instituto empregava 489 pessoas, sendo 70 pesquisadores, cerca de 20 alunos de doutorado, mais de 200 técnicos, 50 administrativos e 60 especialistas em operações e segurança. Seus funcionários eram cerca de 65% franceses, 12% alemães e 12% britânicos.
No 31 de dezembro de 2019, sua força de trabalho é de 523 pessoas, 70% das quais francesas, 7% alemãs e 6% britânicas.
A cada ano, aproximadamente 1.500 pesquisadores de 40 países usam a fonte de nêutrons ILL, para um total de aproximadamente 800 experimentos por ano.
Mandato | Sobrenome | País nativo | Observação |
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1967-1972 | Heinz Maier-Leibnitz e Bernard Jacrot | Alemanha Ocidental , França | mandato até 1973 para Bernard Jacrot |
1972-1975 | Rudolf Mössbauer | Alemanha Ocidental | co-vencedor do Prêmio Nobel de Física em 1961 |
1975-1980 | John White | Reino Unido | |
1980-1982 | Tasso Springer | Alemanha Ocidental | |
1982-1985 | Brian Fender | Reino Unido | |
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1989-1991 | Dia de peter | Reino Unido | |
1991-1995 | Jean Charvolin | França | |
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1998-2001 | Dirk Dubbers | Alemanha | |
2001-2006 | Colin Carlile | Reino Unido | |
2006-2011 | Richard Wagner | Alemanha | |
2011-2014 | Andrew Harrison | Reino Unido | |
2014-2016 | William Stirling | Reino Unido | diretor do ESRF de 2002 a 2008 |
2016- | Helmut Schober | Alemanha |
Em 2020, são três países membros associados do ILL, aos quais serão acrescentados onze membros com contribuições menores. O russo é membro associado desde 1996, antes de se aposentar. A Índia também entrou em 2011 e aposentou-se em 2016. O último país a ser inscrito é a Eslovênia em agosto de 2020.
Os Estados Membros Associados e suas contribuições financeiras entre parênteses são:
Eles são acompanhados por associados científicos que compartilham 25% da contribuição:
Com o procedimento de retirada do Reino Unido da União Europeia lançado emmarço de 2017, o Reino Unido deseja continuar sua colaboração com centros de pesquisa como o Instituto Laue-Langevin, mas se pergunta como substituir sua contribuição financeira.
Desde 2014, o acesso de carro é feito por uma nova entrada na avenida dos Mártires 71, perto do instituto de biologia estrutural . Por transporte público, o instituto é servido pelo terminal da linha de bonde B , bem como pelas linhas de ônibus C6 , 22 e 54 .