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Observations

NANOCOSMOS / PIRENEA2 et AROMA

Le projet ERC Synergy Nanocosmos "Gas and dust from stars to the laboratory: exploring the Nanocosmos" a pour ambition de comprendre les processus qui gouvernent la formation et l'évolution des poussières cosmiques en combinant de nouvelles stratégies observationnelles, le développement de récepteurs millimétriques, de chambres de simulation innovantes en laboratoire et de modèles astrophysiques. Le projet qui est piloté par J. Cernicharo et J. A. Martín-Gago (CSIC-ICMM, Madrid) et par C. Joblin (IRAP/CNRS), a obtenu le soutien de l'Europe (Europe FP7, 2014-2020; enveloppe globale: 15 M€ dont 4 M€ au CNRS). Sur le campus toulousain, il implique des chercheurs de l'IRAP/MICMAC et des collaborateurs physiciens et physicochimistes toulousains à l'IRSAMC (LCAR et LCPQ) et au LAPLACE.
L’équipe IRAP/CNRS s’est engagée à développer deux nouveaux dispositifs expérimentaux pour Nanocosmos: l’Analyseur Moléculaire (AROMA : Astrochemistry Research Organics Molecular Analyser) pour étudier le contenu moléculaire des analogues de grains cosmiques et un instrument de nouvelle génération PIRENEA2 (Piège à Ions pour la Recherche et l'Etude de Nouvelles Espèces Astrochimique, instrument de seconde génération) permettant d’étudier les interactions gaznanograins dans les conditions cosmiques. La construction d’AROMA a été faite par la société grecque Fasmatech. Le second dispositif est entièrement développé par l’équipe de l’IRAP. Il n’était pas possible d’installer les nouveaux dispositifs Nanocosmos sur la plateforme Nanograins (voir fiche). Une convention a donc été signée avec le LCAR-IRSAMC où des locaux étaient disponibles. Ceci permet également de bénéficier des interactions scientifiques et techniques sur ce site spécialisé en physique expérimentale.

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General view of the PIRENEA set-up

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View of the ion trap and internal cryogenic shield

 

Objectifs : Déterminer les propriétés des poussières inter- et circumstellaires incluant les PAH (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et développer l'astrophysique de laboratoire en lien avec les observations sol et espace (IR et millimétrique : Spitzer, Herschel, Planck, IRAM, ALMA, VLT, JWST, SPICA…)

Groupe thématique : MICMAC

  • Responsables Scientifiques : Christine Joblin (DR CNRS),  Hassan Sabbah (MdC UPS)
  • Responsable Technique : Anthony Bonnamy (IR, CNRS-OMP)

Implication technique

Le dispositif AROMA est actuellement en phase d’exploitation scientifique. Les développements techniques concernent une source d’imagerie laser pour l’analyse d’échantillons à l’échelle micrométrique (cas des météorites).
L’équipe prend en charge la conception et le développement du nouveau dispositif PIRENEA 2 dédié à l'étude des interactions gaz-nanograins à basses températures (4-300K). Il comprend un dispositif FT-ICR-MS constitué d'une cellule à résonance cyclotronique ionique cryogénique au centre d'un aimant supraconducteur, une électronique sensible pour la détection des ions, un quadripôle RF cryogénique pour la thermalisation des nanograins ainsi que des sources d'agrégats atomiques et moléculaires et des interfaces optiques (lasers, lampe à arc Xe).

Objectifs et Planning

Assemblage de la partie FT-ICR de PIRENEA 2.

  • Intégration d'un préamplificateur cryogénique (électronique) pour la détection des ions.
  • Caractérisation instrumentale du FT-ICR cryogénique.
  • Réalisation des interfaces électroniques pour les alimentations radiofréquences.
  • Optimisation du logiciel d'acquisition et traitement de données.
  • Intégration d'un piège quadripolaire RF cryogénique.
  • Construction et mise en service des sources à ions et d'agrégats.
  • Mise en place de toute la chaîne du dispositif PIRENEA 2.
  • Développement de la base de données expérimentales pour AROMA et PIRENEA 2.
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