La fabrique à faisceaux d’atomes

Le Grand Accélérateur National d’Ions Lourds permet d’accélérer des faisceaux d’atomes afin de produire des collisions lors desquelles les physiciens et physiciennes sondent les secrets de la matière. La chambre à plasma vous permettra de découvrir comment sont ionisés les atomes pour les accélérer et les manipuler. À l’aide du séparateur d’ions lumineux vous pourrez guider les faisceaux vers les détecteurs afin d’y réaliser l’expérience.

Sur cette animation vous verrez dans un premier temps comment le plasma est créé dans la source d’ions et quelles sont ses propriétés. Vous pourrez modifier vous-même les paramètres et faire le plus beau plasma pour préparer votre expérience.
Dans un deuxième temps vous devrez guider le faisceau à l’aide de différents éléments optiques afin de l’amener jusqu’à la salle d’expérience.

Les sources d’ions créent un plasma dans lequel les isotopes que l’on souhaite accélérer sont ionisés. Une fois chargés électriquement ces ions peuvent être accélérés avec des champs électriques et déviés ou filtrés avec des champs magnétiques. Dans le faisceau ainsi produit, les particules vont dans la même direction mais elles ont tendance à s’écarter les unes des autres (faisceau divergent). On utilise des éléments magnétiques (dipôle, Qpôle, déviateur, etc…) pour agir sur leur trajectoire dans le tube de transport (focalisation, défocalisation, déviation).
Le principe de guidage des particules et de manipulation de la forme du faisceau peut être illustré avec un faisceau lumineux et des éléments d’optique.

Le GANIL, Grand Accélérateur National d’Ions Lourds, est aujourd’hui l’un des grands laboratoires internationaux pour la recherche avec des faisceaux d’ions : physique du noyau, de l’atome, de la matière condensée, astrophysique, radiobiologie… Grâce au caractère unique de ses installations, il est classé parmi les Très Grandes Infrastructures de Recherche (TGIR), au service d’une communauté scientifique internationale.
Depuis sa mise en service et la première expérience en 1983, les recherches menées au laboratoire ont permis d’importantes avancées en physique nucléaire.
Les accélérateurs, couplés à des instruments de détection très performants, permettent aux chercheurs et chercheuses du monde entier de réaliser des expériences uniques. Le GANIL comprend des sources d’ions, des cyclotrons permettant d’accélérer les faisceaux d’ions et des salles d’expériences qui accueillent des dispositifs expérimentaux uniques et développés pour les besoins de la communauté scientifique.

Partenaires : GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds), CEA (Centre à l’énergie atomique), CNRS

Public cible : à partir de 6 ans