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#AnnéePhysique sur :
Approfondissez vos connaissances en physique auprès des physiciennes et physiciens à Caen
60 enseignantes et enseignants accueillis.
Cette journée s’intègre au plan académique de formation de l’Académie de Normande. La participation à cette action est donc réservée aux enseignantes et enseignants de physique-chimie et de maths-sciences de cette académie préalablement inscrits via le plan académique de formation.
Les astres dits ‘compacts’, tels que les supernovae et les étoiles à neutrons, sont parmi les objets astrophysiques les plus complexes qui soit. Leur masse volumique peut atteindre des millions de milliards de fois celle de la matière ordinaire et les températures peuvent monter jusqu’à plusieurs centaines de milliards de degrés. En outre, ces objets sont censés être les sites astrophysiques où une grande partie des éléments qu’on trouve aujourd’hui sur Terre ont été formés.
Cet exposé propose un voyage à l’intérieur de ces astres et montrera comment l’interaction entre « deux infinis » (l’infiniment grand et l’infiniment petit) entre en jeu, c’est-à-dire comment la physique nucléaire joue un rôle important dans la modélisation, la prédiction et l’interprétation des propriétés de ces objets. La seconde partie présentera comment les données actuelles et futures obtenues dans les laboratoires de physique nucléaire, ainsi qu’avec les observations astrophysiques, pourront contribuer à dévoiler la nature de la matière dense dans ces étoiles des « extrêmes ».
Conférencière
Chargée de recherche CNRS au Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL, CNRS)
Anthéa Fantina est également membre de la collaboration Virgo. Elle travaille à l’interface entre l’astrophysique et la physique nucléaire. En particulier, ses recherches sont axées sur la physique des objets compacts (tels que les étoiles à neutrons et les supernovae), et spécifiquement sur l’étude théorique de la matière dense qui les compose.
L’objectif de cette conférence est de présenter l’astronomie multi-messagers. Quels sont ces messagers et leurs propriétés ? Que nous apprennent ces messagers sur le cosmos et les objets qui les ont émis ?
La première partie de cette présentation abordera les rayonnements électromagnétiques : leurs origines, ainsi que les technologies permettant de les détecter. Cette partie sera illustrée d’observations ‘amateur’ dans le domaine des ondes radio révélant la structure de notre galaxie : la Voie Lactée !
La seconde partie présentera les rayonnements cosmiques, particules provenant du cosmos et interagissant dans notre atmosphère en produisant des gerbes de particules.
Après une description historique de la découverte des rayonnements et de leurs propriétés, les participants découvriront les expériences actuelles qui démarrent dans le domaine de l’astronomie neutrino !
La description de quelques événements multi-messagers, incluant les ondes gravitationnelles seront présentées en conclusion ouvrant les portes d’une nouvelle ère en astronomie.
Conférencier
Chercheur CNRS au Laboratoire de physique corpusculaire - Caen (LPC - Caen, CNRS / Ensicaen / Université Caen Normandie)
Grégory Lehaut travaille au sein de la collaboration KM3NeT et étudie actuellement les propriétés des neutrinos provenant des rayonnements cosmiques grâce à un dispositif comprenant plusieurs centaines de détecteurs immergés à 2500 m de profondeur au large de Toulon dans la mer Méditerranée. Il est également fortement impliqué dans la médiation et communication scientifique, et est responsable du groupe GRES qui propose aux lycées des conférences faites par des chercheurs du CNRS et de l’Université.
Depuis 2008, une équipe du CIMAP-GANIL se concentre sur l’irradiation de glaces d’intérêt astrophysique avec des ions produits par GANIL. Ces glaces sont composées de molécules simples telles que H2O, CO, CO2, NH3… Elles sont présentes sur les comètes, les satellites de certaines planètes (lunes joviennes par ex.) et sur les grains composant les nuages moléculaires denses, berceaux des systèmes stellaires. Ces glaces sont soumises à différentes radiations présentes dans l’espace : UV, vents stellaires, rayons cosmiques. Il est donc important de simuler en laboratoire les interactions entre des ions rapides et les glaces présentes dans l’espace afin de comprendre le rôle des rayons cosmiques dans l’évolution de ces glaces. Ces ions déposent localement une très grande quantité d’énergie. Ils peuvent alors générer des effets non observables avec des particules plus légères.
Dans ce cadre, l’étude de glaces simples et des mélanges à une température de 10 K à150 K irradiées par des ions lourds produits par le GANIL sera présentée. Les effets d’irradiations sont analysés in situ par spectroscopie photonique infra-rouge ou par spectrométrie de masse. Les résultats présentés lors de cet exposé porteront sur les effets induits sur la structure de la glace, sur les modifications chimiques et sur le rôle de l’implantation. Les travaux sur des molécules plus complexes et sur les micrométéorites seront aussi abordés.
Conférencier
Maître de conférences à l’université de Caen Normandie au Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique (CIMAP, CEA / CNRS / Ensicaen / Université Caen Normandie)
Philippe Boduch est spécialisé dans l’étude de la capture électronique pour les collisions de basses énergie. Il a initié au CIMAP un axe de recherches autour de l’irradiation des glaces d’intérêt astrophysique sur les lignes de l’accélérateur GANIL. Cela se traduit notamment par la réalisation du dispositif d’irradiation IGLIAS en 2013, ouvert à la communauté scientifique.
Avec Jean-Charles Thomas, chercheur CNRS au GANIL
Lors de cette visite, les enseignants suivront le cheminement des faisceaux d’ions du GANIL depuis les sources d’ions dans lesquelles ils sont produits jusque dans les salles d’expériences dans lesquels ils sont exploités. Les participants pourront découvrir les équipements qui permettent de transporter jusqu’à mille milliards d’ions par seconde dans un vide très poussé, ainsi que l’un des cyclotrons du GANIL qui permet de les accélérer jusqu’à plus du tiers de la vitesse de la lumière. La visite d’une salle d’expérience du GANIL dédiée aux études de physique nucléaire permettra de découvrir certains des détecteurs utilisés pour sonder le cœur de la matière en interrogeant la manière dont les protons et les neutrons interagissent et s’organisent à l’intérieur du noyau atomique.
GANIL
Avec Julien Piot, chercheur CNRS au GANIL
De quels outils disposent les chercheurs pour mesurer la radioactivité et identifier sa source ? Lors de cet atelier, les participants prendront en main des détecteurs à semi-conducteurs (Silicium ou germanium) utilisés au GANIL pour mesurer la radioactivité alpha ou gamma émise par les noyaux produits lors des expériences. Les participants découvriront leur fonctionnement et les utiliseront dans les salles d’expérience du GANIL pour identifier les noyaux émetteurs contenus dans des sources radioactives. Cet atelier permet d’aborder les notions d’étalonnage, d’efficacité, de résolution et de précision statistique.
CIMAP
Avec Sylvain GIRARD, Maître de Conférences en physique appliquée – ENSICAEN
A l’aide d’un interrogateur FiSENS de dernière génération, les participants pourront s’initier à l’utilisation des capteurs à fibres optiques basés sur des réseaux de Bragg photo-inscrits (FBG = Fiber Bragg Grating) pour la mesure de différentes grandeurs physiques : température, déformation mécanique. Un banc de démonstration pour des applications de mesure de déformation sera présenté et les performances des capteurs seront évaluées.
CIMAP
Avec Yvette Ngono, chercheuse – CEA
À l’aide d’un dispositif expérimental développé au CIMAP, les participants pourront acquérir des spectres de molécules organiques polaires à des environnements différant en termes d’humidité relative. L’analyse des résultats obtenus leur permettra d’observer l’influence des liaisons hydrogène, établies entre les groupements polaires et les molécules H2O, tant sur les modes de vibrations des molécules que sur celles de H2O.
LPC Caen
Avec Valentin Pestel, chercheur – CNRS
Lors de cet atelier, les participants pourront apprendre à assembler leur future chambre à brouillard à l’aide d’éléments peu coûteux du commerce, et d’observer les rayonnements cosmiques et la radioactivité naturelle. Une illustration des différents types des traces sera présentée dans la seconde partie de l’atelier afin de pouvoir interpréter les observations.
LPC Caen
Avec Grégory Lehaut, chercheur – CNRS
Lors de cet atelier, les participants pourront effectuer une observation radio-astronomique de l’hydrogène de notre galaxie grâce au Galatron, ainsi qu’une petite analyse de données acquises sur deux semaines permettant une observation complète du ciel normand et partiel de notre galaxie et de ses bras spirales.
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Découvrez comment les recherches en physique permettent de comprendre le monde qui nous entoure et contribuent à répondre aux grands enjeux sociétaux.
