L’Irfu est un institut de recherche fondamentale du CEA situé sur le centre de Saclay. Il rassemble près de 800 personnes :

• 168 physiciens faisant des recherches sur les lois fondamentales de l’Univers avec, en 2010, 76 doctorants et 75 post doctorants,
• ainsi que 243 ingénieurs et 210 techniciens faisant progresser les technologies nécessaires à la maitrise d’œuvre des instruments.

L’Irfu regroupe les trois disciplines, l’astrophysique, la physique nucléaire et la physique des particules qui permettent d’aborder de façon complémentaire les grandes questions sur les lois fondamentales de l’Univers. Quatre questions essentielles structurent la recherche à l’Irfu.

1) Quels sont les constituants élémentaires de l’Univers ?
L’Irfu est moteur dans les expériences ATLAS et CMS du LHC au CERN afin de tester le modèle standard de la physique des particules, de peut-être découvrir le boson de Higgs et d’explorer ses extensions. Avec T2K au Japon et Double Chooz en Europe, l’Irfu est bien placé dans la course aux propriétés de mélange des neutrinos.

2) Quel est le contenu énergétique de l’Univers ?
L’Irfu est engagé dans différentes expériences traquant la matière noire de façon directe (EDELWEISS) et indirecte (HESS et CTA) ainsi que sur les expériences testant l’énergie noire en utilisant différentes sondes comme les fluctuations du fond cosmologique, les effets de lentilles gravitationnelles, les oscillations acoustiques baryoniques et les supernovæ. Il est à l’origine du projet EUCLID, mission majeure pour la recherche d’énergie noire qui vient d’être sélectionnée par l’ESA comme mission M2.

3) Comment l’Univers est-il structuré?
L’étude de la formation des planètes, étoiles et des galaxies occupe une large partie de la composante d’astrophysique de l’Irfu avec un rôle important entre autres sur l’exploitation des observations du satellite HERSCHEL et la construction de caméra dans l’infra rouge moyen pour la prochaine mission du JWST.

4) Quelles sont les origines et structure des particules et noyaux ?
La matière dans les conditions extrêmes de température et de densité telle qu’elles ont prévalu dans les premiers instants de l’Univers est étudiée grâce à l’expérience ALICE au LHC ; la structure interne du proton est explorée à JLAB et au CERN.
Pour l’étude des noyaux superlourds, exotiques et déformés les physiciens sont engagés dans plusieurs expériences auprès de divers accélérateurs avec en premier lieu GANIL et bientôt Spiral2 puis FAIR.

Tous ces domaines de recherche partagent de nombreuses méthodes expérimentales puisque l’exploration de l’Univers à petite ou à grande échelle repose sur la production et la détection des rayonnements. L’institut développe les machines permettant d’explorer l’infiniment petit : accélérateurs de particules, systèmes de détection des rayonnements; détecteurs gazeux de toute forme et de toute taille, spectro-imageur de rayons X ou IR… L’institut est aussi leader dans le domaine des simulations à grande échelle sur les supercalculateurs du monde entier et du traitement massif des données nécessaires à l’analyse et la compréhension des phénomènes observés.

L’institut applique ses savoirs et savoir-faire dans de nombreux domaines de la fusion aux champs intenses, de l’imagerie à la thérapie et de façon générale dans la construction des grands instruments dont il maîtrise la haute technologie.

L’institut est entièrement tourné vers les collaborations internationales au meilleur niveau scientifique et technique.

L’institut met une priorité sur la formation des chercheurs et ingénieurs de demain, avec une centaine de stagiaires, 150 doctorants et post-doctorants. Plus de 75 chercheurs et ingénieurs enseignent dans des filières Master et Doctorat sur différents thèmes de physique ou de leurs technologies associées.