Avant-propos

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Submitted on 1 Jan 1970

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Avant-propos

P. Grivet

To cite this version:

P. Grivet. Avant-propos. Revue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1970, 5

(1), pp.1-2. �10.1051/rphysap:01970005010100�. �jpa-00243361�

1.

AVANT-PROPOS

Par P. GRIVET,

Président du Comité d’Organisation, Professeur à la Faculté des Sciences,

Directeur de l’Institut d’Électronique Fondamentale, 9I-Orsay.

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUéE ^TOME 5, FÉVRIER 1970, ^PAGE

Le Colloque international ^{sur «} les champs magné- tiques ^{faibles d’intérêt} géophysique ^et spatial », qui

s’est tenu à Paris du 20 au 23 mai 1969, ^{a été} organisé

à l’initiative de l’Union Radio-Scientifique ^Interna-

tionale et avec le concours du Centre National

d’Études Spatiales.

Je ^{tiens à} remercier MM. les Prs S. Silver, président ^de l’U.R.S.I., ^et J.-F. Denisse, président

du C.N.E.S., qui ^m’ont encouragé ^à organiser ^ce colloque ^et qui ^ont ensuite mis à ma disposition ^les

moyens importants, nécessaires aujourd’hui, pour ^assu-

rer le succès d’une telle manifestation.

Notre reconnaissance va aussi à la N.A.S.A. et à l’Office of Naval Research des U.S.A., qui ^{nous ont}

aussi accordé une aide efficace, ^en particulier ^à

M. Arnold W. Frutkin, Assistant administrator for International Affairs N.A.S.A., ^{et à M. E. A.} Edelsack,

Chef de la branche électronique O.N.R. Leur bonne volonté à notre égard s’est manifestée de manière très active et méritoire malgré des circonstances géné-

rales difficiles. Enfin, la Société Française ^{des Élec-}

troniciens nous a apporté ^un parrainage précieux ^et

a fait connaître notre symposium ^{à son vaste} public

de chercheurs et d’ingénieurs; j’en ^{remercie son} pré-

sident M. Fagot.

Le programme de ^ce colloque ^a été établi en 1968

en collaboration avec le Pr William S. Goree (Stan-

ford University) ^{et c’est} grâce ^{à ses} efforts que le

colloque a connu une participation aussi brillante de chercheurs américains de la côte Ouest, ^{dans un}

domaine de pointe ^{où ils se} distinguent actuellement;

qu’il soit remercié d’avoir ainsi contribué efficacement

au développement de l’amitié scientifique ^franco-

californienne. Nous n’avons ^{pas manqué, non plus,}

d’amis venus de l’Est des États-Unis, ^{car M. Frutkin}

et la N.A.S.A. ont bien voulu nous assurer le concours

de quelques-uns ^{de leurs} spécialistes ^les plus ^émi-

nents en matière de magnétométrie spatiale. ^Nous

avons été heureux de souhaiter la bienvenue à tous ces chercheurs des États-Unis, ^des pays les plus proches d’Europe, ^{à ceux} aussi de Russie qui ^{ont bien}

voulu abandonner _pour une semaine leur laboratoire

et entreprendre ^un long voyage pour animer ^ce

symposium.

Comment cette réunion a-t-elle vu le jour ? J’ai

d’abord proposé, puis ^fait accepter ^son inscription ^au

nombre des colloques dont l’U.R.S.I. _encourage l’ins-

titution, ^{entre ses} Assemblées plénières ^{tous les trois}

ans, pour bien préparer ^la XVIE Assemblée Générale de l’U.R.S.I. à Ottawa, ^en septembre ^1969.

Le choix du thème général ^{de nos} discussions a

donc été fait _pour apporter ^une documentation toute

fraîche aux physiciens ^de l’U.R.S.I. qui, ^{dans leur} majorité, s’intéressent à la physique de l’environne-

ment terrestre, c’est-à-dire ^à la solution des problèmes

très variés qui relèvent de la géophysique ^{ou de la} physique spatiale. ^{La mesure des} champs magnétiques

faibles s’est montrée très précieuse ^{dans tous ces}

domaines et l’on a enregistré ^{durant ces} cinq ^dernières

années des progrès spectaculaires ^{dans la} prospection

du sous-sol comme dans la connaissance des courants

ioniques qui ^{entourent la Terre ou} qui viennent la

baigner ^à partir ^du Soleil. On _y parvient par la ^mesure des perturbations que ^ces petites ^actions apportent

au champ ^nominal magnétique que l’on s’attendrait à observer en leur absence, c’est-à-dire celui du dipôle magnétique terrestre, ^en première approximation. ^Ce

dernier n’est sans doute pas fixe, mais il détermine

cependant l’ordre de grandeur ^{des faibles} champs

naturels dont l’intensité _moyenne va de 0,6 (G) ^à

la surface de la terre au voisinage ^des pôles magné- tiques jusqu’à quelques dizaines de microgauss ^{à une}

distance d’une vingtaine de rayons terrestres, ^{zone où} la contribution proprement ^{terrestre se} fond dans le

champ interplanétaire. La valeur de l’unité géophy- sique courante, ^le gamma (y),

^10-5 (G) ^fournit

l’ordre de grandeur ^de l’amplitude des variations intéressantes sur terre; il descend ^à 0,1 (lLG) ^dans l’espace ^et c’était là la sensibilité limite atteinte

vers 1966 par nombre de magnétomètres ^{basés sur}

la résonance magnétique ^{nucléaire ou sur la réso-}

nance paramagnétique électronique ^des vapeurs alca- lines pompées optiquement. Il semblait alors que l’oeuvre des physiciens ^{et des} ingénieurs ^{dans les}

années suivantes serait d’adapter ^{au mieux ces excel-}

lents instruments aux fonctions variées et toutes très

spécialisées qu’on s’attachait à leur trouver, ^en parti-

culier à les « qualifier » ^pour de nombreuses missions

spatiales. ^Ce développement prévisible ^a effectivement

eu lieu et tous ces magnétomètres ^{ont été considéra-}

blement perfectionnés ^{ces dernières} années, ^comme

l’a montré la journée qui ^{leur a été} consacrée. Mais deux découvertes importantes ^ont apporté ^un progrès

révolutionnaire : en Californie la mise en oeuvre des interféromètres supraconducteurs, dans les mains du Pr Mercereau et de ses associés, ^à Paris la rénovation de l’effet Hanle par le pompage optique, ^{au Labora-}

toire du Pr Kastler par le ^Pr Cohen-Tannoudji ^et

ses élèves, ^ont permis ^de pousser la sensibilité ultime de nouveaux magnétomètres jusqu’à ^10-1° (G). ^Ces

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:01970005010100

2

savants ont pu montrer, ^{dans des} applications ^{à la} Physique fondamentale, qu’il ^ne s’agissait pas là d’une estimation théorique, mais bien d’une sensibilité réa- lisée ^et pratiquement utilisable au laboratoire, ^{à l’abri}

de blindages qui éliminent les perturbations que ^sont alors les fluctuations naturelles. Le problème ^{sera à}

l’avenir de mettre en oeuvre ces nouveautés _pour la

mesure des fluctuations naturelles elles-mêmes.

C’est avec un plaisir particulier que je ^{remercie le}

Pr J. ^{E. Mercereau} (California Institute of Techno-

logy) d’avoir bien voulu animer l’exposé ^{et la dis-}

cussion des propriétés ^des supraconducteurs, qui ^sont

en jeu ici. Venu une première ^{fois en 1964} exposer

ses travaux sur les gyroscopes supraconducteurs, ^{il a} grandement ^{contribué à cette} époque ^{à encourager}

l’étude expérimentale ^des supraconducteurs ^{dans ce}

pays. L’intérêt de ce sujet ^reste aujourd’hui ^considé- rable, ^{comme l’a montré} brillamment l’exposé pros-

pectif ^{du Pr W.} M. Fairbank (Stanford University).

C’est ce qui ^se marque aussi dans le développement

actuel des magnétomètres supraconducteurs ^d’extrême

sensibilité sous plusieurs formes distinctes. Quatre

années auront été nécessaires pour passer du premier S.Q.U.I.D. (Superconducting Quantum Interference

Device) ^{de 1965, dont} la sensibilité commençait ^alors

à peine ^{à rivaliser avec} celle des magnétomètres optiques, ^{à la forme évoluée, que décrit le Dr Nisenoff}

et qui décèle effectivement une variation de champ

de 10-1° (G).

Le Pr Cohen-Tannoudji ^{et ses} élèves MM. Haroche

et Dupont-Roc (E.N.S.) ^{ont décrit} l’exceptionnelle

finesse des raies qu’ils ^{ont obtenues cette} année, ^dans

une nouvelle variante d’effet Hanle. Ces chercheurs

ont découvert _que le _pompage optique pouvait ^créer

une aimantation ordonnée d’une _vapeur alcaline, par orientation des moments atomiques, selon l’axe du faisceau de lumière primaire, ^{et cela en} champ ^{nul :}

le faisceau lumineux d’excitation suffit à assurer l’exis-

tence d’un axe de quantification. ^Par contre, ^l’aiman- tation ainsi produite peut ^{être détruite} par ^un champ magnétique transversal extrêmement faible et l’évo- lution de cette action avec l’intensité de la composante transversale se déroule suivant la courbe en cloche qui

définit une résonance ordinairement.

La largeur ^est extrêmement fine et permet ^{de mesu-}

rer la composante magnétique transversale avec l’ex- trême précision déjà citée, c’est-à-dire 10-1° (G) près, lorsqu’on adapte soigneusement l’électronique ^{de me-}

sure à la nature de cet effet; ^on peut observer le dis-

positif ^{en action au} Laboratoire de Physique ^{de l’École}

Normale Supérieure.

Tous les magnétomètres ^{modernes sont nés au labo-}

ratoire et l’expérience ^{a montré} que leur développe-

ment et leur mise au point ^ne pouvaient pas ^se faire dans les observatoires géomagnétiques, qui ^sont trop isolés et n’ont _{pas été} outillés dans ce but. C’est ainsi que s’est trouvé posé, ^il y ^a quelques ^années déjà, ^le problème ^{des écrans} magnétiques; petits ^ou grands,

ils rendent possible l’expérimentation dans les labo-

ratoires ordinaires malgré le niveau élevé qu’attei-

gnent ^en général ^les perturbations magnétiques ^am- biantes, quelques milligauss ^par exemple.

L’avenir des ^nouveaux magnétomètres ^{est lié de}

manière plus critique ^{encore au} perfectionnement ^des

écrans à cause de leur sensibilité d’abord, ^{mais aussi}

parce que de nouvelles applications ^sont apparues

qui exigent ^{un volume} protégé ^très important. ^Le

meilleur exemple ^{est celui des} champs magnétiques

faibles d’origine ^{animale, et} plus particulièrement

humaine. Le premier système ^d’écran qui ^{doit être}

réalisé dans ^ce but est actuellement en construction

au National Magnet Laboratory, ^{sous la direction du}

Pr D. Cohen (M.I.T.) qui décrit ici la technique ^ori- ginale qu’il ^{a mise au} point ^{à cet} effet; ^{il a de bonnes}

raisons d’espérer ^mesurer jusqu’à l’activité magnétique

du cerveau humain dans cette remarquable ^installa- tion ; ^{dans un avenir} plus lointain, ^on peut espérer

améliorer ces résultats déjà ^si spectaculaires, ^{en recou-}

rant aux écrans supraconducteurs moins commodes mais déjà ^{très efhcaces.}

La dernière journée ^du colloque ^a été consacrée aux

applications géophysiques ^et spatiales actuelles. Plu- sieurs spécialistes ^{de la} N.A.S.A., ^{MM. B. G.} Ledley (Goddard Space Flight Center), ^E. J. ^lufer (Ames

Research Center) ^et D. I. Gordon (U.S. ^Naval

Ordnance Laboratory ^et Ames Research Center) ^ont

décrit l’état de perfection remarquable ^{de cette tech-} nique qui ^nous étonne par ^sa stabilité et sa fiabilité.

Il ne faut _pas oublier, ^en effet, que les satellites scien-

tifiques ^restent petits ^et que la puissance disponible

pour ^une expérience ^{est faible : aucun} magnétomètre

n’a encore profité ^{du confort} que la cabine « Apollo »

apporte ^aux conquérants ^{de la Lune.} Enfin, ^{une séance}

de prospective ^a été consacrée à la discussion des pro- blèmes d’instrumentation _que les géophysiciens ^{et les} physiciens spatiaux désireraient voir résoudre et les formes d’évolution et de spécialisation qu’ils ^estiment

souhaitables _pour leurs magnétomètres.

Il y ^a quelque ^six années, ^{le pr N.} Bloembergen ^et moi, nous nous sommes vus chargés d’organiser ^un symposium ^{sur les masers, ces} amplificateurs quanti-

ques à très faible bruit, qui commençaient ^{à se mon-}

trer très utiles en radio-astronomie et pour les radio- communications lointaines _par satellites. A six mois de la date d’ouverture de ce colloque, les communica- tions affluaient toutes de haute qualité, mais accident

imprévu, ^une bonne moitié d’entre elles portaient

sur les lasers, ^{dont la} première réalisation était due

au Dr Maiman. Après quelques hésitations, ^ce grand changement dans le programme fut accepté ^{et au-} jourd’hui personne ^ne regrette ^{cette décision} après que le laser eut rencontré un succès peu ^{commun en} phy- sique pure, ^comme dans les applications; je ^souhaite

aux magnétomètres qui ^sont décrits ici et aux techni- ques nouvelles qui ^les accompagnent ^{cette même} évolution heureuse ^vers le succès qui ^fut l’apanage ^du

laser après ^{le Ijle} Congrès International d’Électro-

nique Quantique ^{à Paris en 1963.}