Le champ magnétique semble toujours un peu mystérieux, pourtant les phénomènes magnétiques sont connus depuis presque trois mille ans et ont trouvé des applications partout dans notre vie quotidienne. Le but de cet exposé est à la fois d'expliquer la physique du champ magnétique et de démontrer l'importance des champs magnétiques intenses dans la recherche. La conférence débutera par un bref résumé de la physique des champs magnétiques, à la fois de façon historique et fondamentale. Ensuite, je discuterai trois grands domaines de la physique ou le champ magnétique intervient La manipulation magnétique concerne tous les phénomènes qui génèrent des forces mécaniques sur des objets. L'aimant permanent avec lequel on colle des feuilles sur la porte du frigo, l'électromoteur, la séparation magnétique et la lévitation magnétique sont des exemples parmi tant d'autres. Ces phénomènes ont trouvés beaucoup d'applications, mais sont aussi utilisés comme outils dans la recherche. Le champ magnétique est une perturbation universelle et précise qui permet de sonder la matière et de déterminer beaucoup de paramètres physiques et chimiques. L'exemple le plus connu est l'imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire mais il existe beaucoup d'autres sondes basées sur le champ magnétique. Les champs magnétiques intenses peuvent induire des nouveaux états de la matière, en particulier en combinaison avec des basses températures. Dans la physique des solides, plusieurs états exotiques ont été observés, comme des quasi-particules dans les gaz électroniques bidimensionnels, des condensats de Bose-Einstein dans des cristaux et la supraconductivité induite par le champ magnétique.
Mot(s) clés libre(s) : champ magnétique intense, charge électrique, effet Hall, effet Zeeman, électromagnétisme, énergie cyclotron, état de la matière, force de Lorentz, lévitation magnétique, mécanique quantique, résonance, spin, supraconductivité

La cosmologie occupe dans les sciences observationnelles une place particulière. Elle se trouve en effet à la frontière entre physique fondamentale et astrophysique aussi bien par les questions auxquelles elle essaie de répondre que par son mode de relation entre théorie et observations. Les grandes questions sur la géométrie de l'univers, son histoire, son contenu ou sa dynamique ont été posées dés le début du vingtième siècle juste après la mise au point de la relativité générale comme théorie de la gravitation. L'histoire de la cosmologie est pavée depuis près d'un siècle par des prédictions très précises et souvent basées sur des considérations de physique fondamentale ou la philosophie n'était pas absente (si on pense en particulier à l'origine de l'inertie et au principe de Mach). Certaines de ses prédictions allaient même à l'encontre des premières observations comme le “principe cosmologique ” supposant que l'univers est homogène a grande échelle. Il est frappant que beaucoup de ces prédictions, qui étaient pour certaines très difficile à tester, soient en passe d'être vérifiées. L'astrophysique, comme les sciences de la Terre, se heurte à une difficulté essentielle : la physico-chimie des objets étudiés est en général complexe et les prédictions liées à un modèle particulier ne peuvent être testées qu'avec une précision médiocre liée aux limitations évidentes de ces modèles eux même. Par contre en cosmologie, certaines prédictions peuvent être mesurées avec une précision qui les rapproche plus des expériences de physique fondamentale. L'exemple le plus spectaculaire est certainement le caractère “ Planckien ” du rayonnement cosmologique découvert par Penzias et Wilson et vérifié par le satellite COBE. L'histoire de cette prédiction née dans les années 40 de déductions hardies basées sur la physique nucléaire et finalement vérifiée dans les années 90 est un des meilleurs exemples. Il n'est pas le seul ; l'histoire de la constante cosmologique, celle de la matière noire ou surtout de la géométrie de l'Univers sont tout aussi passionnantes. Le caractère Euclidien ou non de la géométrie de notre univers est une de ces questions qu'il est difficile d'attacher à une seule discipline. Elle vient dans les dernières années d'entrer de plein pied dans la science expérimentale. Les moyens observationnels spatiaux liés à des progrès technologiques très pointus sur les détecteurs ont permis une part importante de ces vérifications spectaculaires. On retracera leur histoire durant le vingtième siècle.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, courbure, étoile, expansion de l'univers, fond diffus cosmologique, galaxie, géométrie de l'univers, matière noire, modèle cosmologique, observation de l'espace, principe cosmologique, rayonnement électromagnétique, relativité g

Le rayonnement synchrotron est devenu en quelques années la principale source de rayons X. Il est émis par des particules chargées (électrons) qui sont accélérées par des champs magnétiques dans des machines construites au départ pour étudier la physique des particules. Ce rayonnement est très intense et sa brillance peut atteindre 1011 fois celle d'un tube à rayons X. Ceci a ouvert des possibilités complètement nouvelles dans de nombreux domaines : possibilité de faire des images sur des objets qui absorbent très peu les rayons X et de faire des hologrammes, possibilité d'étudier la structure de la matière dans des conditions extrêmes de pression et de température qui règnent au centre de la terre, résolution de structures biologiques complexes tels que le ribosome, le nucléosome ou des virus de grande taille, étape importante pour la réalisation de nouveaux médicaments. Le but de cette conférence est d'illustrer ces possibilités par des résultats récents.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, biologie moléculaire, diffraction, imagerie X, matière, onde électromagnétique, rayon X, rayonnement synchrotron

Anisotropie du Fond cosmologique diffus à 3°K : il s'agit d’une animation avec la terre se déplaçant par rapport à un ensemble de photons isotropes. On ajoute la visualisation de la température du rayonnement 3K en fonction de l'angle de visée depuis la terre. L'idée de l'animation est de connecter un calcul d'application avec des distributions de températures du rayonnement 3K telles qu'on peut les voir dans des revues scientifiques. Une relique du Big Bang à l'origine de l'univers est le fond cosmologique micro-onde. Il s'agit d'un rayonnement électromagnétique fossile qui aujourd'hui rayonne dans le domaine des micro-ondes. Ce rayonnement est de type 'corps noir' et à ce titre, il a une température. Dans son référentiel, ce rayonnement est à température uniforme. Comme la Terre se déplace par rapport à ce rayonnement, il est ressenti plus chaud dans le sens du déplacement et plus froid dans l'arrière du déplacement. L'animation permet de régler la vitesse de la Terre par rapport au rayonnement fossile et de représenter par des surfaces de niveau en couleur la température du rayonnement vu de la Terre. Cette représentation est faite en coordonnées galactiques et peut se comparer à une image de référence réalisée par la NASA à partir des données du satellite COBE. Cette image de référence est montrée dans l'animation. Ainsi l'animation permet par comparaison du résultat de l'animation avec l'image de référence d'estimer grossièrement la vitesse de la Terre (en direction et en kilomètre/heure) par rapport au rayonnement micro-onde et donc par rapport au référentiel du Big Bang.
Mot(s) clés libre(s) : anisotropie, calcul d'application, fond cosmologique micro-onde, rayonnement électromagnétique, rayonnement fossile, corps noir

Les neutrinos sont des particules élémentaires intéragissant très peu avec la matière. Depuis 70 ans ils jouent un rôle prépondérant en physique des particules. Les progrès de ces dernières années ont été époustouflants, sinon surprenants. Nous savons désormais que les neutrinos sont massifs! Je reprendrai pas à pas l'épopée des neutrinos pour dévoiler comment plusieurs générations de physiciens ont révélé les secrets de ces particules fantomatiques, et utilisé les neutrinos pour sonder à la fois l'infiniment petit et l'infiniment grand. J'insisterai sur les développements expérimentaux récents et je discuterai finalement des recherches actuelles.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, fermion, interaction électromagnétique, lepton, mécanique quantique, modèle standard, neutrino, oscillation, particule élémentaire, Pauli, physique des particules, radioactivité, univers

Des physiciens des particules du CNRS et du CEA, en collaboration avec des laboratoires de recherche allemands, tentent une expérience dans le but d'observer la désintégration naturelle d'un proton, auquel est attribué une durée de vie moyenne de 1032 années, durée absolument gigantesque. Cet événement, s'il se produisait, renforcerait les théories de l'unification des forces. Au laboratoire souterrain de Modane, les équipes fabriquent un appareillage constitué de couches de plaques de fer (riches en protons peu chers) alternant avec des détecteurs (compteurs Geiger, montés au Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire d'Orsay, et chambres à plasma, fabriquées dans les ateliers du Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay). Cet équipement sera protégé des particules cosmiques par le tunnel de Fréjus. Des physiciens expliquent la construction de l'appareillage ainsi que le rôle de l'expérience dans le contexte des recherches menées pour découvrir la structure et les transformations de la matière.GénériqueRéalisateurs : Jean-François Dars (CNRS Images) et Anne Papillault (CNRS Images) Auteur : Jeanne Laberrigue-Frolow (CNRS) Production : CNRS et CEA Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/
Mot(s) clés libre(s) : chambre à plasma, désintégration, détecteur, force électromagnétique, force faible, force forte, gravitation, interactions élémentaires, physique des particules, proton, tube Geiger

Une conférence de Bernard Ille, directeur de l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon. Le plus puissant accélérateur du monde, le LHC (Large Hadron Collider), est en cours de finition au CERN, le laboratoire mondial de la physique des particules, situé près de Genève à cheval sur la frontière franco­suisse. Le LHC devrait commencer sa mission pour la physique en 2008, mission qui durera une quinzaine d'années environ.
Mot(s) clés libre(s) : LHC, Large Hadron Collider, collisionneur, accélérateur de particules, boson, boson de Higgs, modèle standard, CMS, Atlas, détecteur, calorimètre électromagnétique, Compact Muon Solenoid

Vague de pollution sur Paris. On parle de microparticules dans l’air… mais peut-on savoir ce qu’il y a à un niveau de taille encore inférieur, comme les nanoparticules ? Oui, grâce aux ondes électromagnétiques. Nous verrons que les ondes réagissent d’une manière particulière quand elles rencontrent un objet, comme les particules dans l’air. Analyser ces réactions permet de jouer les enquêteurs en remontant la piste à l’envers jusqu’à deviner quel objet a été rencontré ! Ceci devient plus complexe quand l’objet est de la même taille que la longueur d’onde. Mais cela peut avoir des applications dans des domaines très différents comme par exemple la détection de cellules cancéreuses, de fissures dans des pylônes, ou des mines enterrées dans le désert d’Atacama au Chili.
Mot(s) clés libre(s) : rayon X, onde électromagnétique, problème inverse, optimisation topologique de forme, micro-onde, SAXS, algorithme numérique

Ce cours étudie dans un premier temps les équations suivantes: l'équation locale de conservation de la charge, les équations de Maxwell. Ensuite, les notions suvantes seront évoquées: existence de potentiels, jauge de Lorentz, l'approximation des régimes quasi-stationnaires (ARQS).
Mot(s) clés libre(s) : électromagnétisme, équations locales, équations de Maxwell

Propagation, réflexion et transmission d’une onde électromagnétique à travers un milieu diélectrique parfait.
Mot(s) clés libre(s) : onde, physique ondulatoire, onde électromagnétisme