Un apprenti utilise des électrons «inventés» pour faire gagner du temps aux scientifiques
Avec beaucoup de dextérité et de concentration, Jingo Bozzini, ingénieur en électronique, soude les minuscules pattes d'une puce sur le circuit imprimé vert. «La soudure n'est pas mon point fort», sourit-il. Il est bien plus intéressé par la programmation du circuit de la puce, qui a également fait l'objet de son examen pratique final l'année dernière. Dans le cadre de son travail pratique individuel (IPA) - son projet final - il a mis au point, avec Yves Acremann du groupe de recherche sur la physique de l'état solide, un générateur de signaux de test qui simule des données expérimentales. Cette petite boîte argentée peut sembler banale, mais elle est d'une aide précieuse pour la conception d'un nouveau microscope qui permettra aux chercheurs et chercheuses d'observer des électrons individuels.
«Prendre des photos» avec des flashs de rayons X
L'ETH Zurich est l'une des universités du monde entier qui participent à la construction de cet instrument révolutionnaire. Une fois achevé, le microscope k, comme on l'appelle, sera connecté au laser à électrons libres LCLS-II - un accélérateur de particules situé à Stanford qui déplace les électrons dans une course de slalom afin qu'ils émettent de puissants éclairs de rayons X. Ces rayons X sont ensuite dirigés vers un spécimen dans le microscope, provoquant le détachement d'électrons de l'échantillon, ce qui permet aux électrons de se détacher du microscope. Ces rayons X sont ensuite dirigés vers un spécimen dans le microscope, provoquant le détachement des électrons du spécimen. Un détecteur situé à l'extrémité du microscope capture ces électrons et calcule leur angle de sortie et leur temps de vol. Ces données permettent aux chercheuses et chercheurs d'en savoir plus sur les propriétés électroniques d'un échantillon, tel qu'un nouveau semi-conducteur. Les éclairs ultrarapides peuvent également être utilisés pour observer des processus dynamiques tels qu'une réaction chimique.
«Le générateur de signaux de test simule les électrons qui frappent le détecteur», explique Yves Acremann, physicien. «Il est connecté à l'électronique du détecteur pour programmer le logiciel du microscope. Cette étape peut être réalisée dans le confort d'un bureau». Le simulateur de Jingo Bozzini permet aux chercheurs et chercheuses de développer le logiciel alors que le microscope est encore en construction. Cela leur permettra d'économiser beaucoup de temps et d'argent, car le logiciel sera déjà entièrement opérationnel lorsque les scientifiques connecteront le microscope à l'accélérateur de particules.
Intégration dans le groupe de recherche
Les apprenti·es doivent également préparer un calendrier détaillé pour leur IPA. «Tester le générateur et documenter le travail a pris plus de temps que prévu», raconte Jingo Bozzini. Cela s'explique notamment par le fait qu'il a rédigé son travail - comme c'est souvent le cas dans la recherche - en anglais et en utilisant le logiciel LaTeX. Ce n'est pas la seule particularité de ce travail : «Ce projet final va bien au-delà des compétences de base d'un ingénieur en électronique», précise Yves Acremann. En janvier, Jingo Bozzini a même réussi à publier un article scientifique sur le générateur de signaux de test dans le Journal of Instrumentation, ce qui n'est pas une mince affaire pour un apprenti.
En tant qu'apprenti, Jingo Bozzini a été pleinement intégré au groupe de recherche. «J'ai pu contribuer aux résultats du groupe avec mon article», explique-t-il. L'étroite collaboration entre les chercheurs et chercheuses et les apprenti·es est une caractéristique de la formation professionnelle à l'ETH Zurich. Les futurs électroniciens et électroniciennes passent les deux premières années de leur formation dans le laboratoire de formation en électronique, où elles et ils apprennent les bases de la technologie des circuits, de la fabrication et de la technique de mesure, ainsi que de la programmation. Les deux années suivantes, ils et elles effectuent un apprentissage au sein de l'ETH Zurich - dans un laboratoire de recherche, par exemple. «Dans le domaine de la physique expérimentale en particulier, il est important que nous disposions d'experts et expertes capables de résoudre les problèmes techniques et de mettre en œuvre les choses de manière efficace», explique Yves Acremann.
Bien que Jingo Bozzini trouve génial que sa thèse ait apporté une contribution importante à la recherche fondamentale, il reste modeste : «C'est mon travail, c'est pour cela que je suis payé», dit-il. Il ne sait pas encore s'il aimerait un jour travailler lui-même dans la recherche. Il suit actuellement une formation professionnelle d'un an à temps plein. Il garde un bon souvenir de son apprentissage réussi à l'ETH Zurich : après son IPA, il a pu se rendre avec Yves Acremann à Hambourg, où le microscope est en cours d'installation. «C'était une expérience passionnante pour moi. C'est là que j'ai vu que mon travail pouvait réellement contribuer à la recherche fondamentale», se réjouit-il.
