Институт Лауэ — Ланжевена
Институт Лауэ — Ланжевена (фр. Institut Laue-Langevin) — международный исследовательский центр в области нейтронной науки и техники, расположенный на научном полигоне в Гренобле, Франция. Институт был основан в 1967 году в честь физиков Макса фон Лауэ и Поля Ланжевена и является одним из ведущих мировых исследовательских центров, специализирующихся на использовании нейтронов.
Институт Лауэ — Ланжевена стремится стать самым надёжным источником нейтронов для исследований в таких областях, как фундаментальная физика, физика элементарных частиц, физика конденсированных сред, биология и так далее[1]. Для своих исследований он использует реактор с высоким потоком нейтронов. Финансирование института обеспечивают четырнадцать стран. Институт Лауэ-Ланжевена ежегодно принимает 1500 учёных из сорока стран, предлагая самые интенсивные нейтронные лучи в мире, а также около сорока высокотехнологичных научных приборов[2].
Установки для рассеяния нейтронов Института Лауэ-Ланжевена позволяют анализировать структуру проводящих и магнитных материалов для будущих электронных устройств, измерять напряжения в механических материалах. Они также позволяют исследовать макромолекулярные структуры, в частности динамику белков и биомолекулярную структуру. Институт Лауэ-Ланжевена является всемирно известным центром нанонауки.
Общие сведения
| Институт Лауэ — Ланжевена (ILL) | |
|---|---|
| Institut Laue-Langevin | |
| Год основания | 1967 |
| Страны-члены | 14 стран |
| Директор | Кен Андерсен |
| Научные сотрудники | 563 (2021) |
| Нобелевские лауреаты |
Дункан Холдейн, Майкл Костерлиц и Дэвид Дж. Таулесс Рудольф Мёссбауэр |
| Расположение | Гренобль, Франция |
| Сайт | ill.eu/fr |
История
Институт Лауэ — Ланжевена был основан в 1967 году и управляется тремя странами-партнёрами: Францией через Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии (CEA) и Национальный центр научных исследований (CNRS); Германией через Исследовательский центр Forschungszentrum Jülich (FZJ) и Соединённым Королевством через Совет по научно-техническим средствам (STFC)[3]. Спустя годы партнёрами института стали ещё десять стран.
Начиная с 2001 года Институт Лауэ — Ланжевена проходит процесс модернизации, который осуществляется в два этапа. В 2015 году был завершён первый этап — «Millennium», который заключался в установке 14 новых или полностью отремонтированных приборов, включая замену источников нейтронов, что позволило умножить скорость обнаружения в 24 раза. С 2015 года осуществляется второй этап Второй этап «Endurance»[1].
В 2006 году Институт Лауэ — Ланжевена одобрил вместе с членами EIROforum Европейскую хартию для исследователей и Кодекс поведения исследователей[3].
Научные учреждения стран-членов института могут подавать заявки на использование оборудования Института Лауэ-Ланжевена и приглашать для участия учёных из других стран. Время для проведения экспериментов выделяется научным советом. Использование оборудования и транспортные расходы для исследователей оплачиваются институтом. Коммерческое использование, за которое взимается плата, рассмотрению научным советом не подлежит. Ежегодно в Институте Лауэ-Ланжевена проводится более 750 экспериментов в таких областях, как магнетизм, сверхпроводимость, материаловедение и изучение жидкостей, коллоидов и биологических веществ, таких как белки.
Высокопоточный исследовательский реактор производит нейтроны путём деления в компактном тепловыделяющем элементе. Замедлители нейтронов охлаждают нейтроны до длин волн, пригодных для экспериментов. Затем нейтроны направляются на набор приборов для изучения структуры и поведения многих форм материи путём упругого и неупругого рассеяния нейтронов, а также для изучения фундаментальных физических свойств нейтронов. Приборный комплекс также использует продукты деления и гамма-излучение, образующиеся в результате ядерных реакций в активной зоне реактора.
Научный кампус EPN
Институт Лауэ-Ланжевена делит общую территорию, «научный кампус EPN»[4], с другими учреждениями, включая Европейский центр синхротронного излучения (ESRF), Европейскую молекулярно-биологическую лабораторию (EMBL) и Подразделение по взаимодействию вирусов и клеток-хозяев (UVHCI). В 2013 году к кампусу присоединился Французский институт структурной биологии (IBS).
Страны-члены
| Страна | Дата | Статус |
|---|---|---|
| Франция | 1967 | Партнёр |
| Германия | 1967 | Партнёр |
| Объединённое Королевство | 1974 | Партнёр |
| Испания | 1987 | Научное членство |
| Швейцария | 1988 | Научное членство |
| Австрия | 1990 | Научное членство |
| Италия | 1997 | Научное членство |
| Чехия | 1999 | Научное членство |
| Швеция | 2005 | Научное членство |
| Венгрия | 2005-2013 | Научное членство |
| Бельгия | 2006 | Научное членство |
| Польша | 2006 | Научное членство |
| Дания | 2009 | Научное членство |
| Словакия | 2009 | Научное членство |
| Индия | 2011-2014 | Научное членство |
| Словения | 2020 | Научное членство |
Прикладные исследования
В 2019 году исследователи Института Лауэ-Ланжевена раскрыли информацию о белке, вызывающем прогрессирующие заболевания[6].
В середине 2016 года специалисты Института Лауэ-Ланжевена использовали нейтронную визуализацию, чтобы продемонстрировать, что молекула эктоина используется бактериями Halomonas titanicae для регулирования баланса жидкости и объёма клеток, чтобы выжить при таких давлениях и солёности[7]
Награды и признание
В 2016 году физик Дункан Холдейн, работавший в институте с 1977 по 1981 год, получил Нобелевскую премию по физике вместе с Майклом Костерлицем и Дэвидом Дж. Таулессом за их исследования переходов топологических фаз в материале[8].
В 1972 году лауреат Нобелевской премии по физике 1961 года Рудольф Мёссбауэр сменил на посту директора института Хайнца Майера-Лейбница.
В 1985 году физик Филипп Нозьер, работавший в институте с 1972 года до выхода на пенсию, получил вместе с Коньерсом Херрингом Премию Вольфа за значительный вклад в фундаментальную теорию твёрдого тела, в частности за изучение поведения электронов в металлах[9].
Методы исследований
- Дифракция нейтронов
- Малоугловое нейтронное рассеяние
- Нейтронная рефлектометрия
- Неупругое рассеяние нейтронов
- Нейтронная трёхкоординатная спектрометрия
- Рассеяние нейтронов во времени пролёта
- Обратное рассеяние нейтронов
- Нейтронное спиновое эхо