L’interaction particule-matière est une recherche pluridisciplinaire importante développée au sein du Pôle Nucléaire. Cette recherche utilise principalement la plateforme Andromède, en collaboration avec des équipes nationales, en particulier de l’Université Paris-Saclay, et internationales.

Les objectifs sont multiples, car ils couvrent la science des accélérateur, la chimie, la biologie, l’astrochimie et les sciences du Patrimoine, autour d’une composante fondamentale axée sur la compréhension des transferts de l’énergie déposée dans la matière par les particules énergétiques. Une des particularités de ces études est la taille des « cibles », qui sont des objets nanométriques à micrométriques de domaines intriqués minéraux et biologiques. La seconde particularité est la complémentarité des deux équipes impliquées qui ont développé deux postes expérimentaux sur les deux lignes actuellement disponibles: l’une utilise des ions atomiques multichargés pour interagir avec un jet de nanoparticules et la seconde utilise des nanoparticules d’or comme projectile pour étudier tout type de surfaces et obtenir une imagerie ionique de celles-ci.

L’activité de ces deux équipes se déroule au long de deux composants:

Physis /Andromède

Cette activité scientifique est basée autour de la plateforme Andromède et ses faisceaux de nanoparticules. A côté d’études fondamentales des mécanismes d’émission, les autres activités du groupe sont développées au sein de collaborations pluridisciplinaires notamment au sein du Consortium Andromède, autour de l’astrochimie, de la biologie et des « techniques accélérateurs ». Plus d’information se trouve sur le site de la plateforme.

Photo de la plateforme Andromède

NanoCR

L’équipe NIM a récemment entamé le développement d’un dispositif expérimental, NanoCR, pour étudier comment le processus de désorption sous rayonnement cosmique évolue avec la taille des poussières. Cette activité est réalisée en collaboration avec deux autre laboratoires de Paris-Saclay (ISMO-CNRS et NIMBE-CEA). Le dispositif repose sur une lentille aérodynamique produisant des faisceaux de nanoparticules et l’accélérateur Andromède produisant des ions, dans cette expérience considérée comme la cible. Autour du point de croisement est placé une détection des électrons et ions produits. Le résidu est trié par une analyse électrostatique et collectée sur une lame pour une observation hors faisceau sous microscopes.

Image sous le champs du microscope de nanoparticules de 200 nm
de diamètre avant (panel gauche) et après traitement (panel droit)
Positions dans un plan de déflexion électrostatique (vertical)  en fonction de la taille projeté de nanoparticules (horizontal)