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#AnnéePhysique sur :
Le 06 mai 2024, les lycéennes et lycéens du Lycée Louis Lachenal d’Argonay préparent le grand oral en physique avec des chercheuses et chercheurs des laboratoires du CNRS.
Exposé sur le thème de l’antimatière et mise en évidence de l’annihilation électron-positon au moyen d’une petite source radioactive et de détecteurs de rayons gamma.
Cet article explore la possibilité de détecter de nouvelles particules en exploitant les fluctuations quantiques du vide. Contrairement à la détection directe dans des collisionneurs, cette approche repose sur l’influence indirecte de particules virtuelles sur le comportement des particules réelles, en particulier leur spin. En mesurant avec une précision extraordinaire le facteur gyromagnétique des particules telles que l’électron et le muon, les physiciens peuvent détecter de légères variations induites par les fluctuations du vide. Des expériences de haute précision, telles que la spectroscopie de l’atome d’hydrogène, permettent de mesurer des constantes fondamentales comme la constante de structure fine α. Des efforts considérables sont déployés pour affiner ces mesures et tester les prédictions du modèle standard de la physique des particules. De plus, des recherches sont menées pour détecter l’effet d’un champ électrique sur le spin des particules, ce qui pourrait révéler de nouvelles interactions fondamentales. Ces expériences de haute précision offrent une voie prometteuse pour explorer de nouvelles facettes de la physique fondamentale et répondre à des questions ouvertes telles que la disparition de l’antimatière dans l’Univers primitif.
Conférencier
Enseignant-chercheur au Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (LPSC)
Guillaume Pignol travaille sur des expériences utilisant des neutrons ultra-froids et ayant vocation à répondre à des questions cruciales sur la nature des interactions et symétries fondamentales à la frontière de la physique des particules et de la cosmologie. En point d’orgue de ses travaux portant notamment sur le contrôle des effets systématiques affectant ces expériences de haute sensibilité, on trouve la mesure du moment dipolaire du neutron par la collaboration nEDM.
Faire fonctionner ensemble les différents éléments d’un détecteur de physique des particules nécessite de la coordination, de la minutie et de l’anticipation. Le calorimètre électromagnétique de l’expérience ATLAS au LHC permet de mesurer précisément l’énergie des électrons, positrons et photons, qui font partie des désintégrations les plus caractéristiques du boson de Higgs. Il est segmenté en plus de 180 000 cellules, et les signaux de tous les canaux doivent être traités en temps réel pour mesurer l’énergie déposée et déclencher l’enregistrement des événements intéressants. Pour cela, des milliers de kilomètres de câbles acheminent les signaux vers des armoires contenant des cartes électroniques qui s’occupent de tâches distinctes, comme la mise en forme du signal, sa numérisation et le regroupement des signaux par zone d’intérêt, le tout orchestré par un logiciel sophistiqué, LArgOnline de 200 000 lignes de code. Et toute erreur sera fatale…
Conférencier
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP)
Olivier Arnaez travaille sur l’expérience Atlas au LHC au CERN. Depuis sa thèse, il s’intéresse aux interactions électrofaibles, les interactions qui entrent en jeu lors de certaines désintégrations radioactives, qui jouent un rôle fondamental dans le modèle standard de la physique des particules. Pour ces mesures,
il contribue au fonctionnement et aux cures de jouvence du calorimètre d’Atlas, une partie du détecteur qui permet de mesurer avec une grande précision l’énergie des particules.
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.
