LERMA-Cergy

Laboratoire d’Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères - LERMA-Cergy

La compréhension d’un grand nombre d’observations astronomiques (de la haute atmosphère terrestre jusqu’aux objets galactiques les plus lointains) et leur interprétation astrophysique sont tributaires de données atomiques et moléculaires de base. Ces données résultent d’études et d’expériences de laboratoire réalisées dans des conditions simulant, en les simplifiant, les conditions physico-chimiques des milieux observés. C’est à ce triple aspect de la connaissance scientifique (observation - expérimentation - interprétation) que s’intéresse le Laboratoire LERMA-Cergy de l’université de Cergy-Pontoise, en collaboration avec l’Observatoire de Paris dans le cadre général de l’unité mixte de recherche 8112 - LERMA (Laboratoire d’Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères).

English summary:
Atomic and molecular data are essential in order to interpret astronomical observations. Laboratory experiments provide these data and astrophysical models use their data to gain an understanding of the nature of a great diversity of objects, from planetary atmospheres to the most distant galaxies. The activities of the "Laboratoire Atomes et Molécules en Astrophysique et Atmosphères" at the University of Cergy-Pontoise, in collaboration with the Observatoire de Paris, span both aspects, involving experimental investigations and observational astrophysics.

Membres

  • François Dulieu (Professeur – Responsable scientifique)
  • Vincent Cobut (MCF / HDR)
  • Henda Chaabouni  (MCF / HDR)
  • Emanuele Congiu (MCF)
  • Saoud Baouche (ingénieur en instrumentation scientifique)
  • Stéphan Diana (ingénieur informaticien)
  • Abdi-Salam Mohamed (doctorant)
  • Abdellahi Sow (doctorant).

Crédit photos : Alexis Chézière

Contexte : Comment se forment les molécules sur les surfaces froides ?

Les molécules de notre quotidien telles que l’eau ou le gaz carbonique, ont existé bien avant la naissance de la Terre. Les observations radio-astronomiques sont capable de retracer cette préhistoire chimique, surtout si les molécules sont dans la phase gazeuse. Mais c’est en phase solide que les molécules complexes sont vraisemblablement synthétisées, et sont alors très difficilement observables. C’est pourquoi, l’astrophysique de laboratoire doit explorer la synthèse des molécules sur les surfaces froides, et ainsi apporter les réponses nécessaires concernant cet aspect fondamental caché aux nouvelles observations. A cette fin nous construisons des dispositifs expérimentaux spécifiques dédiées à cette thématique.

L’équipe Réactivité sur des surfaces froides est une équipe de physique expérimentale hébergée par l’Université de Cergy Pontoise, qui s’intéresse à l’évolution des atomes et des molécules sur des surfaces d’intérêt astrophysique. Elle étudie en particuliers la réactivité des atomes et molécules mais aussi tous les processus qui lui sont associés, tels que le collage, la diffusion et la désorption.
L’équipe utilise des jet atomiques et moléculaires qu’elle fait interagir avec des surfaces (graphite, silicates, glace…) qui peuvent être refroidies à très basse température (> 6 K) afin de se placer dans les conditions extrêmes du milieu interstellaire.

Dispositifs expérimentaux

L’équipe dispose de deux dispositifs instrumentaux complémentaires pour mener ses études.

  • FORMOLISM – Développé depuis 2001

  • UHV
  • 2 jets atomiques et moléculaires (H, N, O, CO, NO, H2CO...), en projet source de nanograins (Coronène).
  • Surfaces : un échantillon amovible (graphite, or ou silicate) et un dispositif direct de croissance contrôlée de glace (amorphe, poreuse, cristalline…).
  • Gamme de température de surface 6-300K, en projet 10-800K.
  • Détection par spectrométrie de Masse (4 modes) : Composition des jets, détection directe pendant exposition, désorption programmée en température, énergie interne des atomes ou molécules.
  • Spectroscopie Infrarouge d’Absorption en incidence rasante.
  • Détection laser (REMPI 2+1) couplée à un temps de vol.
  • VENUS – Développé depuis 2011

  • Jusqu’à 5 jets atomiques (2 actuellement)
  • Surfaces : Porte échantillon rotatif avec 3 surfaces.
  • Gamme de température (10-300K)
  • Détection par spectrométrie de Masse (4 modes) : Composition des jets, détection directe pendant exposition, désorption programmée en température, énergie interne des atomes ou molécules
  • Spectroscopie Infrarouge d’Absorption par Réflexion en incidence rasante.

Études récentes

  • Synthèses des molécules : H2O (Chaabouni et al 2012), NH2OH (Congiu et al 2012), Oxydes d’azotes (Minissale et al 2013, 2014), CO2 (Noble et al 2011, Minissale et al 2012,2014)…
  • Diffusion et désorption de l’oxygène à basse température : La diffusion des atomes O est plus rapide qu’attendue à basse température (< 10 K) (Minissale et al 2013, 2014, Congiu et al 2014), mais son énergie de désorption est plus élevée qu’on l’estimait précédemment (Minissale et al submitted).


  • Désorption thermique : Importance de la surface et du faible taux de couverture dans l’étude la désorption thermique (Noble et al 2012a,b).
  • Morphologie de la glace : lors de la synthèse et sous l’action des réactions de formation de H2 la glace devient amorphe et compacte : (Accolla et al 2012, 2013)

Contacts

Université de Cergy-Pontoise 
Site de Neuville II 
UFR Sciences et Techniques - Département de physique 
5, mail Gay Lussac 95031 Cergy-Pontoise cedex

Pour venir nous voir (vidéo YouTube)

Site WEB du LERMA

Contact 
Référent UCP : Pr. François DULIEU
Tél 33 (0)1 34 25 70 96
Fax 33 (0)1 34 25 70 95

Quoi de neuf au LERMA-Cergy ?

Le laboratoire est maintenant dans ses nouveaux locaux, au rez-de-chaussée du bâtiment D de Neuville, à droite du PC de sécurité.

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