Physique Moléculaire


Séminaire OSUR / IPR : Tatyana Chesnokova “Atmospheric radiative transfer simulation for spectroscopic detection of greenhouse gases and air pollutants”.

DATE : Jeudi 27 Avril 2017 à 14 h00 – Salle des conférences de l’OSUR

Intervenante : Tatyana Chesnokova de l’Université de Tomsk, Russie

Résumé:
Last three decades have been the warmest ones for the Earth’s surface since 1850 that was caused by an increase of greenhouse gases concentration in the atmosphere. The spectroscopic measurements of the atmospheric content of greenhouse gases and air pollutants are discussed. The accuracy of the atmospheric gases retrieval depends on initial spectroscopic information on absorption line parameters and cross-sections of the atmospheric gases used in the atmospheric radiative transfer simulations transfer. An analysis of quality of modern spectroscopic information in different spectroscopic databases is carried out and its impact on the atmospheric radiation calculation is estimated. The laboratory and atmospheric spectra of the gases are considered in the near infrared and UV spectral regions. The methods of high resolution Fourier spectrometry were used. The calculations of the atmospheric transfer of solar and thermal radiation are presented.

Contact :   Gisèle EL DIB /Institut de Physique de Rennes – Département Physique Moléculaire / gisele.eldib@univ-rennes1.fr

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Séminaire DPM : Philippe BODUCH « Des ions lourds et des glaces pour l’astrophysique »

DATE :27 AVRIL 2017 – 10H00 – Salle 050 , Bât 11B

INTERVENANT : Philippe BODUCH
Université de Caen Normandie – CIMAP/GANIL

Depuis 2008, une équipe du CIMAP-GANIL se concentre sur l’irradiation de glaces d’intérêt astrophysique avec des ions lourds. Ces glaces sont composées de molécules simples telles que H2O, CO, CO2, NH3… Elles sont présentes sur les comètes, les satellites de certaines planètes (lunes joviennes par ex.) et sur les grains composant les nuages denses. Ces glaces sont soumises à différentes radiations présentes dans l’espace : UV, vents stellaires, rayons cosmiques… Les irradiations aux protons et aux UV ont fait l’objet de nombreuses études. Avec les ions lourds, seules quelques études ont été réalisées à basse énergie. Il nous a donc paru important de simuler en laboratoire les interactions entre des ions lourds rapides et les glaces présentes dans l’espace afin de comprendre le rôle des rayons cosmiques dans l’évolution de ces glaces. Ces ions déposent localement une très grande quantité d’énergie. Ils peuvent alors générer des effets non observables avec des particules plus légères. Dans ce cadre, je présenterai l’étude de glaces simples et des mélanges à une température de 15 K irradiées par des ions lourds produits par le GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds, Caen, France). Les effets d’irradiations sont analysés in situ par spectroscopie photonique (infra-rouge par transformée de Fourier et UV-Visible). Les résultats présentés lors de ce séminaire porteront sur les effets induits sur la structure de la glace, sur les modifications chimiques et sur le rôle de l’implantation. Les perspectives seront aussi abordées, notamment sur l’utilisation d’un nouveau dispositif ultravide IGLIAS financé par l’ANR ainsi que les travaux sur les molécules plus complexes (molécules aromatiques hétérocycliques, par ex.).

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Séminaire DPM: David Wilkowski « Ultracold strontium gas from light transport to simulators and prospect in ultracold molecules »

DATE :  jeudi 20 avril, 10h, salle 120 bât. 11E

David Wilkowski – Associate professor
Nanyang Technological University, Singapore
UMI 3654 Majulab, Centre for Quantum Technologies (CQT/NUS), Physics and Applied Physics (SPMS/NTU), Centre for Disruptive Photonic Technologies (CDPT/NTU).

 I will present some recent experiments, done on an ultracold gas of strontium atom. In particular, we studied the coherent light transport in the cold atomic ensemble. Here, the latter can be view as a random scattering medium. When the system is excited by a resonant laser beam, cooperative emission occurs in the forward direction which has characteristic time much faster that the single atom emission decay time. This phenomena show interesting similarity with Dicke superradiance.

I will also give two examples of how we use our ultracold atom system as a simulator of complex (interacting) system. The first example concerns the simulation of statistical ensemble subject to long-range  gravitational-like interaction. An interesting situation occurs for two-dimensional systems where a phase transition brings the gas into a collapse phase. A second example is the generation of an effective non-Abelian gauge field which can be view as a generalisation of the Berry phase in systems having SU(2) symmetry.

Finally I will discuss prospect of laser cooling of simple molecules and what new physics can be targeted in contrast to atomic system.

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Séminaire Piergiorgio Casavecchia : Space-time distribution of reaction products / Unraveling the molecular mechanism of elementary chemical reactions

Intervenant : Professeur Piergiorgio Casavecchia (Université de Perugia, Italie)

DATE :  jeudi 30 mars à 14h30 dans l’amphi Grandjean au bâtiment 10 B

Résumé : Measuring the space-time distribution of reaction products, as can be performed in crossed molecular beams scattering experiments, allows one to probe in detail, at the atomic/molecular level, the mechanism of elementary chemical reactions, especially when experiments are carried out in synergy with accurate theoretical calculations. Exploiting this approach, tremendous progress has been made over the past 20 years in our understanding of simple, one-channel, direct reactions, such as H+H2 and F+H2 (and their isotopic variants). Things become more complex with polyatomic multi-channel elementary reactions, such as, for instance, those of ground-state oxygen atoms, O(3P), with unsaturated hydrocarbons which, besides being of fundamental interest, are of great relevance in combustion science. These reactions are in fact characterized by a variety of energetically open, competing radical/molecular product channels, some of which can only take place via intersystem crossing (ISC) from the triplet to the singlet potential energy surface. Since the 1950s the determination of the primary products, branching ratios and detailed dynamics of these reactions, including the role played by ISC, has represented a challenge for both experimentalists and theorists. Recently, however, much progress has been made in this area owing to advances in experimental techniques (of both reaction dynamics and kinetics) as well as theoretical methodologies (electronic structure and statistical/dynamical calculations).
This talk will highlight the powerful and invaluable role played by the crossed molecular beams scattering method with universal soft ionization mass spectrometric detection and time-of-flight analysis, backed by synergic high-level theoretical calculations, for disentangling the complex mechanism and dynamics of polyatomic, multichannel non-adiabatic reactions of O(3P) with small unsaturated hydrocarbons (alkynes, alkenes and dienes). The central role played by ISC in this class of reactions and its dependence on molecular complexity and structure will be discussed.

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Séminaire Phys. Mol. / Lucile Rutkowski : Spectroscopie par peignes de fréquences

DATE : 04 AVRIL 2017 à 14h00 en salle 120

Intervenante : Lucile Rutkowski , Department of Physics, Umeå university

Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: developments and applications.
Optical frequency combs offer unprecedented combination of spectral coverage, high resolution and high-sensitivity when combined with enhancement cavities. They enable simultaneous detection of multiple species and/or of entire molecular absorption bands, reducing the influence of the fluctuations of the experiment environment on the final result. I will present the principle of the two types of spectrometers I have contributed to develop and worked with: the Vernier continuous filtering spectrometer (during my PhD in Lyon), based on the coupling of a comb in a detuned cavity, and the comb-based Fourier transform spectrometer with sub-nominal resolution (during postdoc in Umeå, Sweden). I will show results for atmospheric detection in the visible and the mid-infrared ranges, OH and H2O detection in combustion diagnostics in the telecom near-infrared spectral range, and high precision absorption and dispersion spectroscopy of CO2 still in the telecom range.

 

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Ian SIMS : Obtention d’une ERC / ERC award

IAN SIMS crédits photo IPR 031Ian Sims, professeur de physique à l’Université de Rennes 1 et chercheur dans le Département de Physique Moléculaire de l’Institut de Physique de Rennes (IPR, UMR 6251 CNRS-UR1) a obtenu une bourse Advanced Grant du Conseil Européen de la Recherche (ERC) qui débutera cet automne. Selon le site de l’ERC (https://erc.europa.eu/funding-and-grants/funding-schemes/advanced-grants/french) ces bourses « … permettent à des chercheurs exceptionnels à la réputation établie, quels que soient leur nationalité et leur âge, de mener des projets novateurs à haut risque qui ouvrent de nouvelles voies dans leur discipline de spécialisation ou dans d’autres domaines. Ces subventions sont destinées aux chercheurs qui ont déjà fait leurs preuves en tant qu’éminents chercheurs indépendants. » Ceci est la deuxième Advanced Grant pour l’IPR après celle décernée en 2013 à Tanguy Rouxel.

L’intitulé du projet de recherche de Ian Sims, « CRESUCHIRP – Ultrasensitive Chirped-Pulse Fourier Transform mm-Wave Detection of Transient Species in Uniform Supersonic Flows for Reaction Kinetics Studies under Extreme Conditions » semble peu évocateur pour les néophytes. Selon Ian Sims, « Cette nouvelle bourse nous permettra de tirer parti de notre expertise dans la création de conditions extrêmes semblables à celles régnant dans l’espace interstellaire, et de les combiner avec une nouvelle technique récemment développée en collaboration avec deux groupes américains (au MIT et Wayne State University, Detroit), pour fournir des informations fondamentales sur l’identité des produits de réactions chimiques ».

La nouvelle méthode utilise des micro-ondes et exploite les avancées récentes dans l’électronique ultra-rapide développé pour l’industrie des télécommunications, en les combinant avec l’environnement super-froid du CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement Supersonique Uniforme), mis au point par les membres de l’IPR, pour améliorer considérablement la sensibilité de la technique ; Cela permettra son application à un large éventail de problèmes fondamentaux en physique chimique. Par exemple, l’identité précise des produits de réactions chimiques même assez simples dans la phase gazeuse reste inconnue dans la majorité des cas, et pourtant cette information est vitale dans la modélisation des environnements gazeux tels que les flammes, les moteurs à combustion interne, les atmosphères planétaires et les nuages interstellaires qui sont le berceau des étoiles.

A  VOIR – vidéo Youtube MARS 2017 : https://youtu.be/-fX7hvs3UlM

 A lire :
Interview de Ian SIMS dans le magazine Sciences Ouest de Mai 2016: http://www.espace-sciences.org/sciences-ouest/342/epreuve-par-7/ian-sims

Contact :
Ian SIMS, professeur, Département de Physique Moléculaire, IPR
Lien : https://ipr.univ-rennes1.fr /membre?display_who=42&lang=en

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Soutenance HDR : Ludovic Biennier (dépt Phys. Mol.) : « Physico-chimie du milieu interstellaire et des atmosphères planétaires : apports de l’astrophysique de laboratoire ».

Date et lieu : lundi 20 mars à 10h30 dans l’amphithéâtre Granjean Bâtiment 10B.

« L’inventaire moléculaire des environnements astrophysiques, caractérisés par des conditions physiques extrêmes ne cesse de s’étoffer. Les chemins menant à la complexité moléculaires dans ces environnements dilués, aussi bien proches, tels l’atmosphère de Jupiter ou Titan, que lointains, tels  les milieux interstellaire et circumstellaire, demeurent pourtant mal connus. Un des objectifs de l’astrophysique de laboratoire vise à mieux comprendre les processus sous-jacents à travers expériences et théorie.

Pour répondre à ces questions, une approche expérimentale originale reposant sur les écoulements supersoniques uniformes a été mise au point dans le laboratoire, et connait aujourd’hui de multiples raffinements. Cette technique, et d’autres exploitant les écoulements gazeux, ont été mises à profit pour explorer les voies chimiques et physiques de croissance moléculaire en phase gazeuse.

Il présentera quelques résultats obtenus en mettant l’accent sur la chimie froide des anions et la formation d’agrégats de van der Waals de petite taille. Les perspectives ouvertes par ces travaux seront esquissées. »

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Cérémonie Docteur Honoris Causa : vendredi 31 mars 2017, à 16h au Diapason

Le 31 mars 2017, l’Université de Rennes 1 honorera Enric Canadell, Piergiorgio Casavecchia (parraîné par Sébastien Le Picard et Alexandra Viel – IPR) et Fernando Lopes da Silva en leur remettant l’insigne de Docteur Honoris Causa, marquant ainsi l’excellence de leur recherche et les partenariats qu’ils ont noués avec les laboratoires rennais.

Les Docteurs Honoris Causa 2017

Enric Canadell (Espagne) – Chimie théorique et Matériaux

Enric Canadell est un des spécialistes mondiaux de la structure électronique des solides, moléculaires comme inorganiques. Directeur de recherche au Consejo Superior de Investigaciones Científicas à Barcelone, il a développé au cours de sa carrière, tout d’abord à l’Université Paris-Sud à Orsay et à l’Université de Chicago, des approches de chimie théorique et des concepts originaux permettant une compréhension simple mais précise des relations entre structures et propriétés électroniques. Ses travaux l’ont souvent conduit à interagir avec la communauté française de physique et chimie des conducteurs de basse dimensionnalité et à développer des concepts très novateurs : conducteurs à deux bandes, nesting caché. Ses recherches sur les conducteurs moléculaires, menées avec l’équipe Matière Condensée et Systèmes Electroactifs (MaCSE) de l’ISCR, se sont traduites par plus de 30 publications l’associant à l’Université de Rennes 1.

Il est parrainé par Marc Fourmigué, directeur de recherche au CNRS et Dominique Lorcy, professeur à l’Université de Rennes 1, tous deux membres de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR).

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Piergiorgio Casavecchia (Italie)  – Dynamique réactionnelle

Piergiorgio Casavecchia est professeur à l’Université de Perugia. Il est un spécialiste mondialement reconnu de la dynamique réactionnelle expérimentale, un domaine dans lequel on étudie en détail le mécanisme de réactions chimiques élémentaires. Outre leur contribution à la recherche fondamentale, ses travaux trouvent des applications en combustion, en chimie atmosphérique et en astrochimie.  Après un post-doctorat avec le futur prix Nobel de physique Y.T. Lee à l’Université de Berkeley, il construit, à son retour en Italie, un appareil expérimental unique de faisceaux moléculaires croisés qui lui a valu une renommée internationale. Il a effectué de nombreux séjours et été Professeur invité dans des laboratoires prestigieux tels le Dalian Institute of Chemical Physics de l’Académie des Sciences de Chine. En 2008, il reçoit la médaille Polanyi de la Royal Society of Chemistry. Depuis 20 ans, il entretient des relations scientifiques fructueuses avec des expérimentateurs et théoriciens de l’Institut de physique de Rennes avec qui il partage, avec enthousiasme, ses compétences exceptionnelles.

Il est parrainé par Sébastien Le Picard, maître de conférences à l’Université de Rennes 1, et Alexandra Viel, chargée de recherche au CNRS, tous deux membres de l’Institut de physique de Rennes (IPR, UMR 6251)

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Fernando Lopes da Silva (Portugal – Pays Bas)  – Neurosciences

Fernando Lopes da Silva est professeur émérite de l’Université d’Amsterdam et coordinateur scientifique du programme de génie biomédical de l’Instituto superior técnico de l’Université de Lisbonne. Il est membre de l’Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas. Durant dix ans, il a été directeur scientifique de l’institut de neurobiologie et membre de la direction scientifique de la Graduate school of neurosciences d’Amsterdam. Ses travaux sur l’électrophysiologie du cerveau, en particulier sur la génération et la fonction des rythmes cérébraux et sur l’origine des phénomènes épileptiques, lui ont valu une renommée internationale et font autorité. En collaboration avec le LTSI et l’Université de Rennes 1, sa recherche concerne le traitement et la modélisation des signaux électroencéphalographiques. Débutés dans les années 2000, ils ont encore récemment donné lieu à des articles originaux sur de nouvelles méthodes de neurostimulation (Brain stimulation, 2016) ainsi qu’à deux chapitres dans l’ouvrage « Electroencephalography: basic principles, clinical applications, and related fields » (2017) considéré comme la référence dans le domaine.

Il est parrainé par Fabrice Wendling, directeur de recherche à l’Inserm, et Isabelle Merlet, chargée de recherche à l’Inserm, tous deux membres du Laboratoire Traitement du Signal et de l’image (LTSI, UMR 1099)

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Conférence Michel VISO : « De l’espace pour tous ! »

DATE : 16 Février 2017 –  14h00
Salle de conférence de l’OSUR (bat 14B)

Intervenant :Michel VISO
Responsable du programme exobiologie et Correspondant du programme ExoMars du CNES

Résumé :

Les activités spatiales attirent l’attention autant du grand public que des industriels et des scientifiques. Elles se partagent entre des activités institutionnelles organisées par les agences spatiales et mises en œuvre par des industries spécialisées, des activités privées au service du secteur marchand pour les télécommunications et l’imagerie, des activités en rapport avec la Défense.

De nombreuses disciplines scientifiques peuvent utiliser les différentes opportunités spatiales pour aborder des problèmes nouveaux ou simplement aux solutions inimaginables sans l’utilisation de moyens spatiaux pour l’observation, l’expérimentation ou l’exploration.

Nous ferons en 45 minutes un tour d’horizon de cet univers avant d’approfondir les points d’intérêt qui vous préoccupent à travers vos questions.

Contact :
Jean-Claude Guillemin, ENSCR (poste 38073)
Jean-Luc Le Garrec . IPR (poste 36185)

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Stage niveau M1 : Calculs de niveaux ro-vibrationels de complexes HCCH – gaz rare [Pourvu]

Les nanogouttes d’hélium sont des agrégats, objets intermédiaires entre la phase gazeuse et le solide, aux propriétés fascinantes : basse température (380 mK), superfluidité, section efficace de capture énorme,…, qui en ont fait des ‘nano-laboratoires’ pour des études spectroscopiques précises de diverses molécules piégées. Cette technique spectroscopique, appelée HENDI (Helium NanoDroplet Isolation) fait usage de ces nano-matrices pour atteindre la résolution rotationnelle. Très récemment, un dispositif permettant des mesures de type HENDI, le dispositif GOUTTELIUM, a été mis au point au LIDYL au CEA de Saclay. Ce dispositif a été utilisé en particulier pour examinant comment les mouvements de grande amplitude au sein de HCCH-He, système très déformable, interagissent avec les phases superfluide et non-superfluide de la gouttelette. Pour interpréter les observations spectroscopiques en gouttelette d’hélium, il est usuel de comparer avec les données spectroscopiques de la phase gazeuse. Cette comparaison peut évidement se faire purement au niveau expérimental mais une étude théorique a l’avantage de produire des informations plus détaillées, informations qui à leur tour facilitent l’interprétation des observations expérimentales. L’objet de ce stage est donc de déterminer théoriquement les niveaux ro-vibrationels de la série HCCH-Ne, HCCH-Ar, HCCH-Kr et HCCH-Xe. Plus explicitement, cela revient à la résolution de l’équation de Schroedinger indépendante du temps à l’aide d’un programme fortran existant.
Le stage peut comporter également une partie programmation afin d’optimiser le programme fortran existant. Le travail repose sur une collaboration naissante avec le groupe d’expérimental du LIDYL. De bonnes connaissances en mécanique quantique sont requises. Un intéret pour la programmation est souhaitable.

Mots-clés : théorie, mécanique quantique, programmation en fortran
Responsable : Alexandra Viel (Alexandra.Viel @univ-rennes1.fr / 02 23 23 67 51)

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