Nouveau départ pour le synchrotron européen. Après 20 mois de travaux, cet accélérateur de particules de 844 mètres de circonférence situé à Grenoble (Isère) a rouvert le 25 août. L'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) est désormais capable de générer des rayons X 100 fois plus brillants que sa version précédente. Ce qui en fait le plus puissant du monde.
Voué à observer les comportements de la matière à l’échelle nanométrique – voire atomique – cet EBS (Source extrêmement brillante en anglais) de quatrième génération a demandé un investissement de 150 millions d’euros, financés par 22 pays partenaires.
Etudier batteries comme virus
Utilisé par des physiciens et des biologistes, le synchrotron est un scanner surpuissant et d’une précision quasi atomique. Il peut être utilisé pour détecter des particules toxiques dans le sol, suivre le fonctionnement d’une batterie ou encore observer une momie sous son sarcophage, jusqu’au niveau cellulaire.
La machine sert aussi à observer le vivant, notamment à cartographier certains organes du corps humain. C’est le cas du cerveau, qu’il sera bientôt possible de visualiser à l’échelle de la synapse, de la connexion entre deux neurones. Il participe aussi à étudier le fonctionnement du coronavirus, en permettant de visualiser l’interaction du virus avec la cellule hôte pulmonaire.
Comment ça marche ?
Il a fallu intégrer une machine entièrement nouvelle dans la structure existante de l’ESRF, construit en 1994, afin d’en décupler les performances. Mais son principe de fonctionnement reste inchangé. Grâce à un accélérateur linéaire le synchrotron fait accélérer des électrons à une vitesse proche de celle de la lumière. Envoyés dans un anneau d’accélération de 300 mètres de circonférence, ces derniers gagnent encore en énergie pour atteindre 6 milliards d’électrons volts. En 50 millisecondes.
Ils sont ensuite envoyés – à la vitesse de la lumière – dans l’anneau de stockage : un anneau de 844 mètres de circonférence où règne l’ultravide. Là, les électrons passent dans différents types d’aimants, subissent des accélérations et perdent de l’énergie sous forme de rayonnement électromagnétique appelé “lumière synchrotron”.
À l’ESRF, cette lumière synchrotron est principalement constituée de rayons X. Elle est envoyée dans des lignes de lumière : des laboratoires situés en périphérie de l’anneau de stockage équipés d’appareils optiques de pointe. C’est dans un de ces 44 laboratoires que sont menées les observations et les expériences scientifiques. Permettant de mieux comprendre la vie passée des momies, ou le comportement d’un virus.
