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VIRGO au LAPP
/ Serge GUYON, Georges ROUSSI, Laboratoire d'Annecy-le-vieux de Physique des Particules, Université Paris XI-SCAVO
/ 01-01-1999
/ Canal-U - OAI Archive
ROUSSI Georges, MOURS Benoît
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Le projet VIRGO, auquel participent 11 laboratoires français et italiens, est une expérience de physique fondamentale qui a pour objectif la détection, l'étude et l'observation des ondes gravitationnelles. Ces ondes, prévues par la théorie de la relativité générale d'Einstein, constituent l'aspect dynamique de la force de gravitation. Elles se propagent en déformant l'espace-temps et modifient les distances, mais si faiblement qu'il n'a pas été possible de les observer jusqu'à ce jour. VIRGO se propose de relever ce défi en construisant un interféromètre géant de 3 km de longueur. Un faisceau laser est séparé en deux parties identiques disposées perpendiculairement et réfléchies par des miroirs. Le passage d'une onde gravitationnelle modifie la distance entre les miroirs et donc le temps de trajet des faisceaux. Les chercheurs pensent pouvoir mesurer cet écart, mais l'effet étant extrêmement petit, les contraintes de conception et de fabrication sont extrêmes. L'ensemble des miroirs et des faisceaux laser est placé sous ultra-vide et protégé de la moindre vibration par des suspensions qui doivent donner au système une immobilité absolue. Le LAPP (Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules) a participé de façon déterminante à cette expérience réalisée dans le cadre d'une collaboration franco-italienne. Il a pris en charge la conception et la fabrication des enceintes à vide qui abritent les miroirs ainsi que l'ensemble du système de détection du signal provenant de l'interféromètre. Il a contribué d'autre part de façon importante à l'électronique et l'informatique de l'acquisition des données ainsi qu'au programme de simulation de l'expérience. Des images de synthèse expliquent le fonctionnement de l'interféromètre qui est installé en Italie, dans la plaine de l'Arno, près de Pise. La détection des ondes gravitationnelles, nouvelle fenêtre pour observer l'Univers, permettra l'observation d'objets très massifs ou de phénomènes très violents.GénériqueAuteur : Georges ROUSSI Réalisateurs : Serge GUYON et Georges ROUSSI Auteur scientifique : Benoit MOURS (LAPP, UMR CNRS, Annecy-le-Vieux) Production : LAPP et Université Paris XI-SCAVO Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, espace-temps, gravitation, graviton, interféromètre, laser, onde électromagnétique, onde gravitationelle, physique des particules, physique fondamentale, rayonnement cosmique, relativité générale, système de détection, univers
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Un regard sur le futur
/ UTLS - la suite, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6
/ 20-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
MAIANI Luciano
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Un regard sur le futur : pouvons-nous comprendre l'infiniment grand à partir de l'infiniment petit ? Les dernières décennies du siècle ont été témoin de progrès extraordinaires dans notre compréhension des constituants ultimes de la matière et des forces qui agissent sur eux. Grâce à l'effort de nombreux scientifiques, nous sommes parvenus à élaborer une « théorie standard » qui décrit et explique tous les phénomènes ainsi observés au coeur du monde des particules élémentaires. Avec la théorie standard, nous pouvons retracer l'histoire de l'Univers en remontant dans le temps, jusqu'à quelques fractions de milliards de secondes après le Big Bang, à un moment où la température de l'Univers s'élevait à un million de milliards de degrés centigrade. A cette époque le plasma primordial qui constituait l'Univers était peuplé de particules que nous ne pouvons produire aujourd'hui seulement dans les accélérateurs de particules les plus puissants en Europe et aux USA. L'évolution de l'Univers a été profondément affectée par les phénomènes qui se déroulèrent alors, et même avant. Ainsi la compréhension des constituants fondamentaux et de leurs interactions est cruciale pour saisir la distribution sur une grande échelle des galaxies, la matière et l'énergie qui le composent, et sa destinée finale. Malgré les progrès, des éléments importants de la microphysique sont encore à l'Etat d'hypothèse. L'existence et les propriétés du « boson de Higgs » ou la nature de la « matière noire » qui constitue l'essentiel de la masse de l'Univers devront être éclaircis par le LHC (Large Hadron Collider), une machine révolutionnaire qui mènera l'Europe à la frontière des hautes énergies. Le LHC est actuellement en construction au CERN (conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) à Genève, dans le cadre d'une collaboration internationale, et devrait entrer en activité en 2007. Le LHC et les machines qui succèderont éclaireront plusieurs aspects fondamentaux de notre monde, comme l'existence de dimensions additionnelles à l'espace et aux temps et permettront la synthèse de la Mécanique Quantique et de la Relativité Générale, le problème théorique le plus profond de notre époque. Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, boson de Higgs, collisionneur, cosmologie, courbure spatiale, gravité quantique, infiniment petit, interaction fondamentale, matière noire, modèle standard, particule élémentaire, physique des particules, quark, structure atomique
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Tout l'Univers dans un atome
/ UTLS - la suite
/ 14-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
HOOFT Gerardus't
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(Exposé en langue Anglaise.)Dans cet exposé, je vais expliquer que l'univers gigantesque dans lequel nous vivons abrite un nombre incroyable de minuscules univers : les atomes. Ils présentent une structure extrêmement riche qui a permis aux physiciens d'exercer leur sagacité durant tout le siècle précédent. Le sujet de cet exposé est cet univers microscopique que l'on trouve à l'intérieur des atomes mais il est intimement relié à l'univers macroscopique qui nous est rendu plus familier par les images des médias comme celle de la conquête spatiale. Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particule, atome, boson de Higgs, cosmologie, hadron, interaction fondamentale, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, structure atomique, théorie de Yang-Mills, univers
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Sur les traces de la matière dans le cosmos
/ UTLS - la suite, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6
/ 19-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
ANSARI Réza
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L'exposé débutera par une présentation synthétique de l'état actuel des connaissances concernant la genèse et l'histoire de l'Univers (modèle du big bang). Nous préciserons le rôle des différentes formes de matière et d'énergie dans l'évolution et la structuration de l'Univers. Ceci nous permettra en particulier d'introduire les concepts de la matière sombre et de l'énergie noire. La plus grande partie de l'exposé sera consacré à un tour d'horizon de quelques unes des méthodes utilisées pour identifier et caractériser les différentes composantes de matière et d'énergie présentes dans l'univers. Nous verrons en particulier comment l'étude des anisotropies du fond diffus micro-ondes permet de contraindre le contenu matériel du cosmos. Ce fond de rayonnement électromagnétique est le vestige du passé chaud de l'Univers et ses infimes anisotropies nous révèlent les clés de la physique de l'univers primordial. Nous montrerons ensuite comment l'observation des supernovae lointaines, véritables feux d'artifices cosmiques, apportent une information complémentaire à travers les contraintes obtenues sur la géométrie globale de l'univers. Enfin, la dernière partie de l'exposé nous amènera à explorer les étoiles à neutrons, ainsi que les trous noirs et leurs disques d'accrétion. Les observations à haute énergie, dans le domaine des rayons X et gamma permettent de lever le voile sur ces objets, sièges des phénomènes les plus violents dans l'univers. Dans les prochaines années, les détecteurs d'ondes gravitationnelles ouvriront peut-être une nouvelle fenêtre d'observation de ces objets insolites. Mot(s) clés libre(s) : Big Bang, constante cosmologique, cosmologie, énergie noire, espace, étoile à neutrons, fond diffus cosmologique, galaxie, matière, matière noire, modèle standard, origines de l'univers, particule élémentaire, physique des particules, rayonnement électrom
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SARA, l'accélérateur de particules
/ Clara BARANEK, Claude CHAPUT, François GUITTARD, Anna-Maria RICART, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique, Univ. Grenoble III-MSTC
/ 03-01-1991
/ Canal-U - OAI Archive
BARANEK Clara, CHAPUT Claude, GUITTARD François, RICART Anna-Maria
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Description de l'accélérateur de particules SARA (Système accélérateur Rhône-Alpes) de l'ISN (Institut des sciences nucléaires de Grenoble) qui permet l'étude des collisions entre noyaux pour des gammes d'énergie intermédiaires. Sara comporte un premier cyclotron (injecteur) de 20 MV et un deuxième cyclotron (post-accélérateur) de 80 MV. Le phénomène de collisions entre noyaux est présenté par des animations. Chacune des parties de SARA est décrite : source d'ions, premier cyclotron, éplucheur, deuxième cyclotron et enfin multidétecteur Amphora. Le deuxième cyclotron est présenté démonté pour montrer ses composants : résonateur (création d'un champ électrique alternatif), électrode (accélération des ions), électro-aimant (création d'un champ magnétique). Une animation en surimpression sur les vues réelles montre la trajectoire des particules. Des solutions ont été trouvées pour obtenir une accélération isochrone, créer un vide poussé afin d'éviter les chocs parasites et extraire le faisceau de particules du cyclotron.GénériqueAuteurs - Réalisateurs : BARANEK Clara, CHAPUT Claude, GUITTARD François et RICART Anna-Maria (MSTC, Univ. Grenoble III, Saint-Martin-d'Hères). Production : Univ. Grenoble III-MSTC, CNRS-ISN Grenoble-IN2P3. Diffuseur : CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/ Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, collision d'atomes, cyclotron, physique des particules
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Qu'est-ce qu'une particule ? (les interactions des particules)
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 27-07-2000
/ Canal-U - OAI Archive
NEVEUX André
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En principe, une particule élémentaire est un constituant de la matière (électron par exemple) ou du rayonnement (photon) qui n'est composé d'aucun autre constituant plus élémentaire. Une particule que l'on croit élémentaire peut par la suite se révéler composée, le premier exemple rencontrée ayant été l'atome, qui a fait mentir son nom dès le début du XXe siècle. Nous décrirons d'abord l'état présent des connaissances, résultat des quarante dernières années de poursuite de l'ultime dans la structure intime de la matière, de l'espace et du temps, qui ont bouleverse notre vision de l'infiniment petit. Puis, nous essaierons de conduire l'auditeur dans un paysage conceptuel d'une richesse extraordinaire qui nous a permis d'entrevoir un peuple d'êtres mathématiques - déconcertants outils permettant d'appréhender des réalités inattendues - et dans lequel de nombreuses régions restent inexplorées, où se cachent sans doute des explications sur la naissance même de notre univers. Mot(s) clés libre(s) : boson, gravitation, infiniment petit, interactions fondamentales, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, supersymétrie, symétrie brisée, théorie des cordes, théorie quantique des champs
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Pourquoi les particules ont une masse ?
/ Mission 2000 en France
/ 30-07-2000
/ Canal-U - OAI Archive
TREILLE Daniel
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Le monde des particules élémentaires et de leurs interactions est décrit par ce qu'on appelle le Modèle Standard. L'auteur rappellera les propriétés des constituants de la matière, et les mystères qui demeurent, en particulier concernant leurs masses. Les grands principes d'invariance qui sont à la base du Modèle Standard seront expliqués. Conduisant à un monde de particules de masse nulle, ils doivent être complétés par un mécanisme de génération de ces masses, comme le mécanisme de Higgs. Ce mécanisme sera décrit, en s'appuyant sur diverses analogies avec des effets plus familiers. Les propriétés du vide quantique seront progressivement dégagées et la notion d'évolution, avec l'énergie, des grandeurs décrivant particules et interactions apparaîtra. L'extension du Modèle Standard à sa version super symétrique sera présentée, ainsi que la compréhension accrue qu'il apporte. Des solutions alternatives seront mentionnées. Les recherches du boson de Higgs, ou des effets liés à un mécanisme de ce genre, faites actuellement au LEP et à venir au LHC, seront décrites. Quelques spéculations plus lointaines seront brièvement évoquées. Mot(s) clés libre(s) : boson de Higgs, fermion, interactions fondamentales, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, spin, supraconductivité
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Physique et médecine : l'imagerie médicale
/ UTLS - la suite
/ 07-07-2005
/ Canal-U - OAI Archive
SYROTA André
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L'imagerie médicale a sans aucun doute entraîné ces vingt dernières années une transformation radicale dans la façon d'aborder le diagnostic et le suivi thérapeutique. Un diagnostic de localisation d'une lésion cérébrale qui nécessitait un examen clinique long et minutieux par un neurologue expérimenté se fait aujourd'hui avec une précision millimétrique grâce au scanner ou à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Là où le maître entouré de ses élèves démontrait que la lésion ischémique ou tumorale devait siéger au niveau de tel noyau du thalamus (la vérification ayant lieu malheureusement souvent quelques semaines plus tard sur les coupes de cerveau), le neuroradiologue parvient au même résultat en quelques minutes. On pourrait multiplier les exemples ; là où le cardiologue se fiait à son auscultation et à des clichés de thorax, l'échocardiographie montre en temps réel les mouvements des valves cardiaques et la dynamique de la contraction ventriculaire, la scintigraphie myocardique précise la localisation des zones de myocarde ischémique et les anomalies de sa contraction ; demain l'IRM permettra de voir la circulation coronaire et le tissu myocardique et remplacera l'angiographie par voie artérielle. On pourrait encore citer l'échographie en obstétrique, en hépatologie ou en urologie, la scintigraphie dans la détection des lésions de la thyroïde, des métastases osseuses ou de l'embolie pulmonaire. Aujourd'hui la tomographie par émission de positons (TEP) est en train de devenir la méthode incontournable en cancérologie, non pas tant pour le diagnostic du cancer que pour en préciser l'extension, l'existence de métastases, l'évolution sous traitement après chimiothérapie, chirurgie ou radiothérapie ou encore l'apparition de récidives ou de métastases tardives. Au milieu du 19ème siècle, l'inventeur de la médecine expérimentale, Claude Bernard indiquait à Ernest Renan qui l'a relaté, que « l on ne connaîtrait la physiologie que le jour où l'on saura décrire le voyage d'un atome d'azote depuis son entrée dans l'organisme jusqu'à sa sortie». Ce qui était totalement hors de portée du savant de cette époque, connaît en ce début du 21ème siècle une pleine réalisation grâce à une série d'avancées techniques rendues d'abord possibles par la radioactivité et aussi dans une certaine mesure par l'IRM et de toutes façons par la combinaison de plusieurs méthodes lorsqu'on aborde la pathologie. C'est certainement dans la description du voyage fait par le médicament dans le corps que réside aujourd'hui une des avancées les plus intéressantes dans le domaine pharmaceutique. Mais nous verrons aussi que quand nous écoutons, parlons, bougeons, réfléchissons... certaines aires de notre cerveau s'activent. Cette activation électrique et chimique des neurones se traduit par une augmentation du débit sanguin local dans les régions cérébrales concernées par cette activation. La TEP d'abord puis en utilisant les mêmes principes physiologiques, l'IRM aujourd'hui permet de produire des images sensibles au débit sanguin et ce, sans recours à l'injection d'une substance ou molécule particulière. Il ne peut s'agir dans cette conférence de décrire les principes physiques, les indications de toutes ces méthodes et les résultats qu'elles permettent d'obtenir en clinique. Par contre la comparaison de l'origine et de l'évolution de trois de ces méthodes, la radiologie, la médecine nucléaire et l'imagerie par résonance magnétique nucléaire est intéressante. La perspective historique permet en effet de mieux comprendre la genèse, l'évolution et les indications de ces différentes méthodes qui ont toutes leur point de départ dans la physique. Mot(s) clés libre(s) : imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique nucléaire, IRM, physique des particules, physique nucléaire, physique quantique, positon, radioactivité, radiologie, tomographie
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Partie d'atomes
/ Jean-Marc SERELLE, CSI
/ 01-01-1995
/ Canal-U - OAI Archive
SERELLE Jean-Marc
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A Hambourg, à chaque extrémité de l'accélérateur de particules HERA qui est enterré sous le stade de football de la ville, deux équipes de 400 chercheurs chacune s'affrontent sans répit autour des détecteurs H1 et ZEUS. L'objet de cette rivalité : percer les secrets des constituants élémentaires de l'atome et en particulier étudier la structure du proton. L'accélérateur permet d'obtenir des collisions entre protons et électrons. Les deux détecteurs permettent de visualiser ces collisions. Ils sont de conceptions différentes (calorimètre à argon liquide et calorimètre à uranium avec scintillateurs) et les résultats obtenus par chacun d'eux se complètent. La première phase du programme HERA 1 s'est terminée en 2000. L'accélérateur HERA ainsi que les deux détecteurs ont été améliorés et une nouvelle série d'expérimentation est en cours (HERA 2) en 2007.GénériqueRéalisateur : Jean-Marc Serelle. Producteur : CSI Science actualités. Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, calorimètre, constituants de l'atome, DESY, hadron, HERA, physique de particules, rayonnement synchrotron, structure du proton
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Les yeux d'Antares
/ Jean-François Dars (CNRS Images), Anne Papillault (CNRS Images), CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
/ 01-01-2004
/ Canal-U - OAI Archive
Dars (CNRS Images) Jean-François, Papillault (CNRS Images) Anne
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Conçu il y a sept ans, le projet Antares est le fruit d'une collaboration entre plusieurs laboratoires français et européens (CNRS, CEA, IFREMER). Son objectif est de détecter et d'étudier les neutrinos cosmiques de très haute énergie grâce à l'élaboration du premier télescope sous-marin à neutrinos du monde qui sera installé à une profondeur de 2500 mètres au fond de la mer. L'observation des neutrinos cosmiques constitue un moyen privilégié pour sonder l'intérieur des objets astrophysiques très distants et obtenir une description de l'univers lointain, de manière complémentaire au rayonnement électromagnétique. Elle pourrait également apporter, de façon indirecte, des informations sur la nature de la masse cachée de l'univers. A environ 40 km au large de Toulon, dans la fosse de Porquerolles, à bord du navire le Castor, le Cyana, petit submersible de l'IFREMER inspecte les fonds pour trouver le site le plus approprié à l'installation d'Antares. Les capteurs d'Antares sont tournés vers le fond de la mer et reçoivent des neutrinos montants qui ont traversé la Terre et qui viennent de l'hémisphère sud, certains d'entre eux produisent des muons qui sont détectés grâce à l'effet Tcherenkov (équivalent optique du mur du son). Quand une particule dans l'eau va plus vite que la lumière dans l'eau, elle produit un cône de lumière bleue qui signe le passage de la particule. L'installation d'Antares dans l'eau de mer oblige toutes les équipes techniques à travailler au choix de matériaux et d'appareils qui puissent résister à ces conditions. Certains équipements sont aussi testés en Sibérie auprès d'une équipe russe habituée aux conditions extrêmes et travaillant sur un projet similaire sur le lac Baïkal. Une première ligne de cinq étages de détecteurs est testée puis reliée à la boîte de jonction. Celle-ci est raccordée grâce à un câble de 45 km de long à un laboratoire d'analyse installé sur la côte, à la Seyne sur mer.GénériqueAuteurs-réalisateurs : Jean-François Dars (CNRS Images) et Anne Papillault (CNRS Images) Production : CNRS Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : Antares, astrophysique, détecteur, effet Tcherenkov, fonds marins, muon, particule élémentaire, photomultiplicateur, physique des particules, sursaut gamma, télescope à neutrinos, télescope sous-marin, univers
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