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Le 02 Mai 2024, les lycéennes et lycéens du Lycée Jean Renoir de Munich préparent le grand oral avec des chercheurs et chercheuses des laboratoires du CNRS.
Des photos seront prises par les élèves et un enregistrement audio sera réalisé. Cela permettra de faire un reportage de cette journée.
Un microscope électronique permet d’augmenter considérablement la résolution avec laquelle la matière peut être observée par rapport aux microscopes optiques. Il est constitué d’une source d’électrons accélérés, de lentilles pour focaliser le faisceau d’électrons et de détecteurs adaptés. L’utilisation des électrons à la place de la lumière permet d’atteindre des résolutions spatiales atomiques. Si la source d’électrons est également impulsionnelle, alors ces microscopes peuvent flasher les différentes étapes du mouvement de la matière tel un stroboscope, et enregistrer le film, image par image de la dynamique de la matière. La résolution temporelle de ce type de système est principalement donnée par la durée du flash d’électrons, qui est de l’ordre de la centaine de femtoseconde pour les instruments les plus pointus. Les scientifiques peuvent ainsi étudier l’évolution de structures transitoires, comme la dynamique de l’aimantation d’un matériau, avec des très hautes résolutions spatiales et temporelles.
Conférencier
Ingénieur de recherche CNRS au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Florent Houdellier est un physicien spécialisé en développements méthodologiques et instrumentaux en microscopie électronique en transmission (MET). Il travaille sur de nouvelles méthodes de mesure des propriétés de la matière en optimisant les microscopes et notamment les sources d’électrons.
Les avancées récentes en intelligence artificielle ont été rendues possibles grâce à des concepts de calcul par réseaux de neurones artificiels. Ces derniers répondent à des principes (très) élémentaires du fonctionnement du cerveau humain : des unités simples, les neurones, sont connectées à de vastes réseaux. Les connexions changent ensuite pendant l’apprentissage afin de façonner la réponse du réseau neuronal à l’entrée d’informations, ce qui produit le résultat de calcul désiré.
Les puces informatiques actuelles sont principalement réalisées en 2D et leur architecture suit un agencement très régulier. Elles ne permettent pas de construire des réseaux neuronaux qui seraient trop grands et consommeraient trop d’énergie. L’intégration photonique 3D autorise une approche entièrement nouvelle. Des puces informatiques plus compactes et moins consommatrices d’énergie, à base de réseaux de neurones optiques véritablement réalisés en 3D pourraient alors correspondre aux principes structurels du cerveau humain.
Conférencier
Chercheur CNRS à l'Institut Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies (FEMTO-ST)
Daniel Brunner est spécialiste des réseaux de neurones photoniques. Il explore le potentiel d’une nouvelle génération d’architectures photoniques pour le traitement d’informations. Pour cela, il élabore des dispositifs photoniques neuromorphiques – inspirés du cerveau humain – dont l’architecture est plus rapide et plus efficace que celle des technologies actuelles d’intelligence artificielle (IA). Son idée : créer des réseaux de neurones 3D communiquant par des signaux optiques, plutôt qu’électroniques. Daniel Brunner a ainsi mis en place une approche microsystème innovante. Grâce à des guides d’ondes interconnectés fabriqués par impression 3D, il relie de nombreux neurones optiques à grande échelle. Cette première mondiale a ouvert la voie au développement d’une nouvelle génération de réseaux de neurones matériels qui optimiseront des champs d’application de l’IA.
Pour créer des liens entre les lycéennes et lycéens et le monde de la recherche, les élèves sont invités à préparer un exposé du type du « Grand oral du baccalauréat » à partir des articles des livres « Étonnants Infinis » et « Étonnante Physique ».
Une journée de restitution, organisée dans un ou plusieurs lycées de chaque académie en 2024, permettra aux élèves de présenter leur travail devant les auteurs et autrices des articles. À cette occasion, ils rencontrent des membres des laboratoires et se sensibilisent à la diversité des métiers de la recherche en physique !
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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.
