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3 projets ERC du CEA retenus


L’European Research Council (Conseil européen de la recherche) vient d’annoncer les noms des lauréats de la bourse « Starting Grant ». Cette édition 2022 récompense notamment 3 chercheurs du CEA pour leurs travaux dans les domaines des neurosciences, de la physique des particules et de la physique de la matière. La diversité des projets ERC du CEA révèle la richesse et l’excellence des profils scientifiques.


Publié le 23 novembre 2022

Les subventions ERC visent à faire progresser la connaissance mais aussi à transformer les découvertes scientifiques en produits et services innovants, créateurs de valeurs économiques répondant aux besoins de la société. L'ERC, qui s’inscrit dans le cadre du programme européen Horizon Europe, est un dispositif qui soutient la recherche exploratoire et dont l'unique critère de sélection est l'excellence scientifique. Les chercheurs du CEA sont régulièrement sélectionnés dans le cadre de programme pour mener des projets de recherche dans des domaines très variés.

SATTOC, Solution ATTOsecond Chemistry

Lauréat : Hugo Marroux est chercheur au Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers de l’institut IRAMIS du CEA (LIDYL). Après avoir réalisé une thèse à l’Université de Bristol sur les dynamiques ultra rapides dans les molécules, Hugo Marroux a ensuite effectué un post-doctorat de deux ans à l’Université de Californie à Berkeley, où il s’est spécialisé en physico-chimie attoseconde (c’est-à-dire de l’ordre de 10-18 secondes). Il a ensuite effectué un second post-doctorat à l’EPFL où il a étudié les dynamiques chimiques de molécules entourées de solvant, par spectroscopie d'ultraviolet profond (rayonnement avec une longueur d'onde de l'ordre de la dizaine de nanomètre). Il a rejoint le groupe de physique attoseconde du  Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers - LIDYL en 2021.

Objectif scientifique : Les recherches utilisent les impulsions de lumière les plus brèves disponibles aujourd’hui : des impulsions de durée attoseconde. Ces impulsions laser dans la gamme des rayons x permettent d'exciter les électrons situés en couche interne des molécules, c'est à dire au plus proche des noyaux atomiques. Ces états excités de la matière sont très éphémères car ils ne subsistent que pour quelques femtosecondes (10-15 s). Ils présentent cependant l'avantage spécifique de permettre l'observation des molécules du point de vue d’un seul type d’atome. Hugo Marroux étudiera dans le cadre de son projet ERC les transferts d'électrons propre à ces états de la matière puis développera des protocoles laser pour les manipuler. Pour cela, il s’appuiera sur l’expertise et l’infrastructure de pointe offerte par la plateforme laser Attolab du LIDYL.

Bénéfice sociétal : Cette étude sera en mesure de mettre en évidence les processus de transfert d'électrons et d'énergie au sein des molécules, après une excitation de haute énergie. Il est essentiel de comprendre ces mécanismes pour mieux guider les protocoles de radiothérapie.

TDVision: Detailed Cortical Mechanisms of Top-Down Visual Processing

Lauréat : Timo van Kerkoerle est chercheur en sciences cognitives au laboratoire UNICOG, département de NeuroSpin, le centre de recherche pour l’innovation en imagerie cérébrale de l’institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot du CEA. Timo van Kerkoerle étudie comment le cerveau nous permet de percevoir et d’interagir avec le monde qui nous entoure. La façon dont notre cerveau encode les représentations mentales abstraites et les utilise pour guider la perception n'est en effet pas encore bien comprise.

Objectif scientifique: Pour établir des corrélations entre les états mentaux perçus ou ressentis et des états observables et mesurables de l’activité des neurones, Timo van Kerkoerle a mis en place au sein de l’institut une plateforme d’imagerie neuronale profonde basée sur l’utilisation d’une technologie de pointe, la microscopie à trois photons. Complémentaire de l’IRM fonctionnelle, de la magnétoencéphalographie et de l’électroencéphalographie, c’est la seule technique capable de visualiser une population locale presque complète de neurones. Grâce à ce microscope opérationnel depuis 2021, Timo van Kerkoerle a pour objectif d’étudier chez des modèles animaux les mécanismes neuronaux de la vision attentive à un niveau de détail sans précédent.

Bénéfice sociétal : Ce projet de recherche fondamentale devrait trouver des applications dans les domaines de la santé et du numérique. D’une part, il devrait permettre d’améliorer notre compréhension des troubles mentaux où la vision attentive est sélectivement affectée, comme dans la schizophrénie, l'autisme et la dépression. D’autre part, il contribuera aux avancées dans le domaine de l’intelligence artificielle (IA), nécessaire par exemple pour les voitures à conduite autonome qui repose sur une IA capable de « mimer » notre relation à notre environnement : comment nous le voyons et comment nous interprétons ce que nous voyons. En effet, plus nous comprenons comment la vision fonctionne, plus nous sommes capables de construire un algorithme d’IA le plus pertinent possible.

TINY: Two Isotopes for Neutrinoless double beta decaY search

Lauréate : Anastasiia Zolotarova chercheuse en physique fondamentale, effectue des recherches sur la nature des neutrinos. Elle a effectué sa thèse à l' Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers du CEA (Irfu) qu’elle a soutenue en 2018 à l'Université Paris-Saclay sur l’ « étude et sélection de cristaux pour la recherche de la double désintégration bêta sans neutrino avec des bolomètres scintillants. » Après un postdoc dans un laboratoire du CNRS à Orsay, elle poursuit ses activités de recherche à l’Irfu dans le cadre d’un second post-doctorat. 

Objectif scientifique : Ce projet de recherche étudiera les propriétés des neutrinos, dont on sait qu'elles ne correspondent pas aux prédictions du modèle standard. Les oscillations des neutrinos ont en effet confirmé qu'ils ont une masse, alors que le modèle standard prédit qu'ils sont sans masse. Les physiciens cherchent ainsi à mettre en défaut ce modèle standard parce qu’il existe encore beaucoup d’interrogations et de zones d’ombre : pourquoi il n’y a pas autant d’antimatière que de matière ? Pourquoi le neutrino est une particule un peu spéciale par rapport aux autres particules de matières comme ses cousins les leptons et les quarks ? Pour aller au-delà du modèle standard, une piste est de comprendre la nature des neutrinos. Comment ? Via la double désintégration bêta sans émission de neutrino (0νββ) avec de nouvelles technologies à base de détecteurs bolométriques développées pour deux nouveaux isopotes, les meilleures candidats pour détecter cette double désintégration bêta sans émission de neutrino. L'expérience pilote TINY consiste en un démonstrateur à l'échelle de quelques kilos qui permettra de fixer les meilleures limites mondiales de la double désintégration bêta sans émission de neutrino.

Bénéfice sociétal : En réussissant à prendre le modèle standard à défaut, Anastasiia Zolotarova contribue à faire progresser les connaissances sur la nature des neutrinos. L’origine de la très petite masse des neutrinos échappe au mécanisme de Higgs qui permet d’expliquer l’origine de la masse des particules élémentaires. De plus le neutrino est la seule particule de matière qui est électriquement neutre. Il pourrait dont être sa propre antiparticule. Il ne serait pas une particule de Dirac* comme les autres mais d’une autre nature dite de Majorana où neutrino et anti-neutrino serait une seule et même entité. La double désintégration bêta sans émission de neutrino ne produirait ainsi que de la matière et pas d’antimatière, ce qui pourrait avoir une conséquence sur le mystère de l’asymétrie matière antimatière de l’Univers.

* On appelle particule de Dirac toute particule de type fermion dont l'antiparticule est différente. C'est le cas de toute particule chargée (un électron et son positron par exemple). Elles sont nommées ainsi en raison de la mise en évidence par Paul Dirac en 1928 de l'existence du positron. (Source : Wikipedia)

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