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Casseurs d'atomes : un pas de plus vers le Big Bang
/ UTLS - la suite, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6
/ 16-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
PRZYSIEZNIAK Helenka
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Les Casseurs d'atomes, plus communément appelés Accélérateurs, sont les outils de tous les jours de nombreux physiciens des particules qui sondent la matière infiniment petite. Il y a de ça un peu plus d'un siècle, en 1894, Albert Michelson - qui étudia le comportement de la lumière - n'aurait jamais imaginé se retrouver devant un monde incroyablement plus complexe qu'il l'aurait cru lorsqu'il déclara que tout ce qu'il restait à faire en physique était de déterminer jusqu'à la sixième décimale les valeurs connues en ce temps là. Il ne se doutait pas que la structure entière de la physique serait complètement révolutionnée dans les 20 années qui allaient suivre. Les premiers accélérateurs sont apparus au début du 20e siècle et ce qui fut dévoilé au fil des années a permis de construire un modèle théorique cohérent, le Modèle Standard (MS). Les particules prédites par ce modèle furent presque toutes observées, les prédictions sur leur comportement furent testées, mais effectivement le plus important manquait et manque toujours. Le boson de Higgs, auquel est associé le champs de Higgs qui permet à toutes les particules d'acquérir une masse, reste encore aujourd'hui inobservé. Les expériences du futur nous permettront de vérifier si cette particule existe vraiment, et si d'autres modèles théoriques au-delà du MS sont viables i.e. la Super Symétrie, l'existence de dimensions supplémentaires. Il faut toutefois garder les pieds sur terre, ou peut-être pas, car la physique des particules aux accélérateurs, résumé sur l'échelle universelle du temps depuis le Big Bang jusqu' aujourd'hui, ne correspond qu'à un tout petit pas. Le terrain à défricher reste encore énorme, et les Casseurs d'atomes joueront un rôle clef dans la compréhension de cet Univers de l'infiniment petit. Je tenterai donc, dans cette présentation, de faire un survol historique de la théorie, des accélérateurs, des découvertes et de parler du futur de la physique aux accélérateurs. Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, boson de Higgs, collisionneur, infiniment petit, matière, modèle standard, particule élémentaire, quark
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Comprendre les neutrinos
/ Samia SERRI
/ Canal-u.fr
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C'est Pauli
qui en 1930 a proposé l’existence du neutrino. Depuis, les études menées sur
les propriétés intrinsèques du neutrino, et l’utilisation de ces particules en
astrophysique ont mis en évidence de nouvelles lois fondamentales de la nature.
Aujourd’hui, nous savons que les neutrinos ont une masse grâce à l'observation
de leur changements de nature pendant leur propagation. C'est, pour le
moment, la seule évidence d'une physique allant au delà du modèle
standard. Approfondir cette recherche implique la mise en
place de nouveaux détecteurs. En proposant la construction et l’infrastructure
d’un observatoire moderne de neutrinos équipé d'un détecteur de taille
mégatonne nous ouvrons ainsi la voie à l'étude d'un grand nombre de sujets
fondamentaux.
Mot(s) clés libre(s) : Neutrinos Particules élémentaires Electrons Atomes Désintégration Big Bang Programme LAGUNA Détecteurs Programme européen Recherche fondamentale
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Cordes, les instruments de l'ultime
/ Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, UTLS - la suite
/ 17-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
PETROPOULOS Marios
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La théorie des cordes occupe aujourd'hui une fraction importante de la communauté internationale de physique théorique. Les institutions les plus prestigieuses y sont représentées et de nombreux jeunes et brillants étudiants rejoignent chaque année ses rangs. Après avoir été introduites dans les années 60 pour décrire les « interactions fortes » (forces de cohésion nucléaire), les cordes ont été élevées au rang de candidats à la description unifiée de toutes les interactions possibles entre particules. Mais que sont vraiment les cordes ? Comment apparaissent-elles en physique des particules élémentaires ? Quelles notions véhiculent-t-elles dans cette physique ? Et quelles sont leurs ambitions ? Au cours de mon exposé, j'essaierai de donner quelques éléments de réponse à toutes ces questions, et à toutes celles que l'on peut se poser au vu de la diversité du sujet. J'expliquerai ce qui dans les cordes conduit à la notion d'unification des forces, comment s'introduit la gravitation ou encore pourquoi on parle de « nouvelles dimensions » d'espace-temps. Enfin j'évoquerai l'importance grandissante du sujet dans la compréhension de l'évolution de l'univers. Mot(s) clés libre(s) : Big Bang, gravitation quantique, interactions fortes, physique des particules élémentaires, physique théorique, quark, spin, théorie des cordes
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La théorie des cordes
/ UTLS - la suite
/ 25-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
BACHAS Costas
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La théorie des supercordes propose d'unifier les quatre interactions fondamentales, en décrivant toutes les particules élémentaires comme des différents états de vibration d'une corde. Si les physiciens théoriciens se penchent avec fascination sur cette idée depuis trente ans, c'est parce qu'elle permet de réconcilier la théorie de Relativité Générale d'Einstein, qui décrit notre univers aux échelles astronomiques, avec les principes de la Mécanique Quantique qui régissent le comportement de la matière aux échelles microscopiques. La théorie des cordes est-elle en voie de réaliser le rêve réductionniste d'une description ultime de la nature, qui permettrait de retrouver toutes les lois connues de la physique, ainsi que les valeurs des constantes fondamentales, par un processus de pure déduction logique? Et aurons nous un jour une confirmation expérimentale directe de la structure supposée cordiste de la matière? Si la réponse à ces questions n'est pas simple, c'est aussi parce qu'on maîtrise encore très mal la structure mathématique, fort complexe, de cette très ambitieuse théorie. Mot(s) clés libre(s) : Big Bang, gravitation quantique, interactions fortes, physique des particules élémentaires, physique théorique, quark, spin, théorie des cordes
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Le supermonde et les dimensions cachées de l'Univers
/ UTLS - la suite, Université Pierre et Marie Curie-Paris 6
/ 15-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
FAYET Pierre
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Pas de résumé disponible pour le moment Mot(s) clés libre(s) : boson, espace-temps, fermion, interaction fondamentale, matière noire, modèle standard, particule élémentaire, physique des particules, supersymétrie, symétrie, symétrie de jauge, théorie de la relativité, univers
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Les accélérateurs de particules : du microcosme au macrocosme
/ UTLS - la suite
/ 07-07-2001
/ Canal-U - OAI Archive
DE RUJULA Alvaro
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En étudiant "comment fonctionnent les choses" au niveau microscopique on découvre combien elles sont simples, combien la gigantesque variété de tout ce qui existe est gouvernée par des lois qui sont aussi simples, peu nombreuses et "unifiées". L'univers dans sa jeunesse etait une "soupe" de particules, de plus en plus énergétiques ou "chaudes" à mesure qu'on avance vers le passe'. C'est ainsi que les expériences "de haute énergie" dans les accélérateurs de particules nous permettent, entre autre, de mieux comprendre l'univers quand il etait beaucoup plus jeune. La compréhension du micro et de macrocosme sont aussi une science unique ou, de façon surprenante, l'objet le moins bien compris est le vide, qui semble ne pas l'être du tout. Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, collision d'atomes, constante cosmologique, cosmologie, infiniment grand, infiniment petit, particule élémentaire, physique des hautes énergies, physique des particules, univers
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Les neutrinos dans l'Univers
/ UTLS - la suite
/ 24-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
VIGNAUD Daniel
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Notre corps humain contient environ 20 millions de neutrinos issus du big bang, émet quelques milliers de neutrinos liés à sa radioactivité naturelle. Traversé en permanence par 65 milliards de neutrinos par cm2 par seconde venus du Soleil, il a été irradié le 23 février 1987 par quelques milliards de neutrinos émis il y a 150000 ans par l'explosion d'une supernova dans le Grand Nuage de Magellan. Les neutrinos sont également produits dans l'interaction des rayons cosmiques dans l'atmosphère ou dans les noyaux actifs de galaxies
Quelle est donc cette particule présente en abondance dans tout l'Univers où elle joue un rôle-clé ? Inventé par W.Pauli en 1930 pour résoudre le problème du spectre en énergie des électrons dans la désintégration b, le neutrino fut découvert par F.Reines et C.Cowan en 1956, auprès du réacteur nucléaire de Savannah River (Caroline du Sud). Il n'a plus depuis quitté le devant de la scène, que ce soit chez les physiciens des particules, les astrophysiciens ou les cosmologistes. Cette particule élémentaire, sans charge électrique, n'est soumise qu'à l'interaction faible, ce qui lui permet de traverser des quantités de matière importantes sans interagir. En 1938, H.Bethe imaginait que des réactions nucléaires de fusion étaient au coeur de la production d'énergie des étoiles, en premier lieu le Soleil. Dans les années 60, les astrophysiciens se lancent dans la construction de modèles solaires et des expérimentateurs dans la construction de détecteurs pour les piéger. Il a fallu attendre 2002 pour comprendre que le déficit de neutrinos solaires observé (le célèbre "problème des neutrinos solaires") était dû à un phénomène lié à la mécanique quantique, appelé l'oscillation des neutrinos. La mise en évidence de cette oscillation a apporté la preuve décisive que les neutrinos avaient une masse non nulle. Nous ferons le point sur cette particule fascinante après les découvertes récentes. 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, univers
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Les neutrinos, des particules surprenantes
/ Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, UTLS - la suite
/ 18-06-2004
/ Canal-U - OAI Archive
LASSERRE Thierry
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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
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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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Pourquoi il fait nuit ?
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 20-12-2000
/ Canal-U - OAI Archive
REEVES Hubert
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Les questions les plus simples sont quelque fois les plus potentiellement riches d'informations. L'obscurité de la nuit est demeurée une énigme sans réponse jusqu'au début de ce siècle. Aujourd'hui nous savons qu'il y a deux éléments complémentaires qui interviennent dans la réponse que donne à cette question l'astronomie contemporaine. 1) La nuit est noire parce que l'univers n'existe pas depuis toujours. 2) La nuit devient de plus en plus noire parce que l'univers est en expansion et en refroidissement. Je décrirai les observations et les développements théoriques qui rendent cette réponse hautement crédible. Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, étoile, expansion de l'univers, fond diffus cosmologique, galaxie, lumière, nuit, onde lumineuse, origines de l'univers, particule élémentaire, rayonnement fossile, univers, univers primordial
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