Sciences dessus dessous

Archive de la catégorie ‘Physique’

Mardi 24 mars 2015 | Mise en ligne à 11h40 | Commenter Commentaires (18)

LHC : le «party de bosons» reprend cette semaine

Un technicien travaille sur une partie du LHC lors de la pause de 2013-2015. (Photo : CERN)

Un technicien travaille sur une partie du LHC lors de la pause de 2013-2015. (Photo : CERN)

On n’en a pas encore beaucoup entendu parler, mais c’est cette semaine que doit redémarrer le Large Hadron Collider (LHC), auquel on doit la découverte du boson de Higgs, en 2012. Après deux ans de pause et de mise à niveau, les premiers faisceaux de protons devraient recommencer à circuler dans les 27 km de tunnels du LHC dès demain ou jeudi — encore qu’il y a tellement de ficelles à attacher avec cette immense machine que cela pourrait aussi aller à la semaine prochaine.

Les faisceaux circuleront d’abord dans un sens, puis dans l’autre, puis le «party» recommencera pour de bon : on lancera les protons dans les deux sens (le circuit du LHC forme un cercle) afin de les faire se heurter à 99,999999 % de la vitesse de la lumière — ce qui devrait nous donner des énergies de collision telles que de nouvelles particules élémentaires très massives seront créées, et étudiées.

Ceux qui veulent plus de détails pourront lire mon papier paru ce matin dans Le Soleil. J’aimerais simplement, ici, faire ressortir deux choses.

Primo, qu’au moins d’un certain point de vue les enjeux pourraient, si ça se trouve, être encore plus grands que lors de la «run 1», dont la priorité était le boson de Higgs. Ce qui n’est pas peu dire, car ne pas trouver le boson, ou en trouver un très différent de ce à quoi on s’attendait, aurait entraîné de profondes remises en questions. Avant sa découverte officielle, en 2012, ce fameux boson était la dernière particule du Modèle standard (MS, la somme de ce qu’on connait en physique des particule, grosso modo) dont l’existence n’avait toujours pas été vérifiée empiriquement. Son existence était prédite depuis des décennies et l’on n’avait pas tant de raison que cela d’en douter, mais on ne pouvait pas en être certain avant de l’avoir dûment «palpé», si je puis dire.

Maintenant que c’est chose faite, il reste encore, bien sûr, beaucoup de travail à faire sur le Higgs, me disait Brigitte Vachon, physicienne de McGill qui analyse les données du LHC — caractériser la bestiole est une tâche très importante, car ces mesures rendront impossibles certaines versions et théories en physique des particules, mais cela prendra beaucoup plus de données qu’il n’en a fallu pour simplement détecter le fameux boson. Mais Mme Vachon et ses collègues espèrent aussi lever un petit bout de voile, après des décennies de mystère, sur la nature de la matière sombre, qui constituerait environ 85 % de la matière dans l’Univers et dont on ne sait à peu près rien — à part qu’on en voit les effets gravitationnels dans l’espace.

Deuxio : j’ai manqué de place dans mon texte, mais je m’en voudrais de ne pas dire au moins un petit mot sur une partie fondamentale du travail qui est fait au LHC, mais qui passe complètement sous les radars, soit tout une entreprise de (re)vérification des bases de la physique des particules dans des conditions nouvelles, d’amélioration de mesures déjà prises, etc. «C’est sûr que pendant la «run 1», un des buts principaux était de découvrir le Higgs, m’a dit Mme Vachon. Et on a bien trouvé une nouvelle particule dont les caractéristiques sont compatibles avec le Higgs du Modèle standard. Mais on a aussi fait un tas de mesures très précises sur d’autres paramètres du MS. On en entend moins parler, mais c’était une première pour nous de mesurer certaines interactions entre particules à des énergies aussi élevées. On n’a pas trouvé de surprises là-dedans, mais c’était très important de faire ces mesures-là.»

Et hormis la perspective, certes extraordinairement excitante, de finalement sortir un peu du MS, la «run 2» va aussi produire des montagnes sans précédent de données qui permettront d’étudier ledit modèle encore plus en détail, «de faire des recherches pour essayer de découvrir si, indépendamment du Higgs, il y a des réactions rares qu’on n’avait jamais observées auparavant», explique Mme Vachon.

AJOUT (14h05) : Comme me le disait la physicienne Pauline Gagnon, le LHC est une machine formidablement complexe et il y a beaucoup de ficelles à attacher avant de pouvoir le redémarrer. La preuve : le CERN vient d’annoncer que le jour J était reporté de quelques jours, voire quelques semaines, à cause d’un court-circuit. L’incident n’est pas grave mais, étant survenu dans une section refroidie (les aimants qui accélèrent les protons fonctionnent à –271 °C), il faudra réchauffer la section, faire la réparation, puis de nouveau tout refroidir — ce qui allonge les délais.

Lire les commentaires (18)  |  Commenter cet article






Jeudi 19 mars 2015 | Mise en ligne à 10h00 | Commenter Commentaires (9)

L’image du jour : la saison des glaçons

Avertissement : les images qui suivent, et la physique qui les sous-tend, ont un certain pouvoir hypnotisant qui risque de vous faire perdre pas mal de temps ce matin. Ne consommer que si vous n’êtes pas trop débordé.

(Le crédit de toutes des images/vidéo dans ce billet revient Antony Chen et Stephen Morris)

(Photo : Antony Chen et Stephen Morris)

Oh et puis, vous savez quoi ? Procrastinez un peu, ça vaut la peine. Un physicien de l’Université de Toronto, Stephen Morris, a décidé d’étudier la formation des glaçons. Pas les conditions dans lesquelles ils se forment, qui sont, bien sûr, pas mal évidentes — assez de chaleur à un endroit surélevé pour y faire fondre de la neige, puis une température sous 0°C là où l’eau s’égoutte. Non, M. Morris veut comprendre pourquoi ils ont la forme les formes diverses et parfois étranges qu’on leur connaît. Étonnamment, cela n’avait jamais été fait. Et la tâche s’avère pas mal plus ardue (et donc fascinante) qu’il n’y paraît.

M. Morris et son collaborateur Antony Chen ont construit, littéralement, une machine à former des glaçons en laboratoire, afin de filmer le processus sous plusieurs angles et en faisait varier les conditions — ce dont ils ont tiré un magnifique album en ligne. Ce qui leur a d’abord permis de réaliser que, sans vent, dans un air très stable, les glaçons ont fortement tendance à faire plusieurs branches. Pour obtenir de beaux cônes uniques, ils ont dû souffler un peu d’air sur leurs glaçons. Go figure

En outre, ils ont également réalisé que les ondulations que l’on voit sur certains glaçons (voir photo de gauche) sont dûs à des impuretés : quand ils ont essayé de faire des glaçons avec de l’eau distillée, MM. Chen et Morris n’ont obtenu que des surfaces lisses. Et, fait particulièrement intriguant, il semble que ces ondulations ont une longueur d’onde (la distance entre deux crêtes) à peu près universelle d’environ 1 cm, mais le duo de physiciens ignore encore complètement pourquoi.

Vous transmettrez mes excuses à vos boss

Lire les commentaires (9)  |  Commenter cet article






Mardi 4 novembre 2014 | Mise en ligne à 10h12 | Commenter Commentaires (27)

On veut pas le savoir, on veut le voir

<a href='http://‘ >iframe>C’est sans doute la plus célèbre «course» de l’histoire des sciences : d’un boulet de canon ou d’une plume en chute libre, lequel arriverait par terre en premier s’il n’y avait pas d’air pour ralentir la plume ? Tout le monde a entendu cette histoire, évoquée dans à peu près tous les cours de physique mécanique du monde pour illustrer le fait que la gravité est proportionnelle à la masse des objets et que, par conséquent, tous les objets tombent à la même vitesse (en dehors des effets de friction), des plus lourds jusqu’aux plus légers.

Mais si tout le monde le sait, il s’en trouve bien eu à l’avoir vu de leurs yeux. Et c’est pourquoi la vidéo ci-haut si fascinante : réalisée par la BBC, elle montre la chute d’un boulet et d’une plume dans la plus grande chambre sous vide du monde. À pression normale, dit l’animateur Brian Cox, cette chambre de 30 m par 37 contient pas moins de 30 tonnes d’air, mais lorsque les pompes se mettent en marche et siphonnent tout, il n’en reste plus que 2 grammes.

Résultat : la plume et le boulet arrivent très exactement en même temps au sol. Ça n’a, bien sûr, rien d’étonnant, mais la vidéo vaut vraiment le détour, ne serait-ce que pour voir la mine réjouie jusqu’à en être carrément enfantine des expérimentateurs, qui montre que même quand on est bardé de diplômes, «on veut pas le savoir, on veut le voir», comme disait Yvon Deschamps.

Et puis, quand on y songe un peu, ce besoin de constater par ses propres moyens n’est sans doute pas complètement étranger à des notions comme le doute méthodique et l’expérimentation systématique…

Lire les commentaires (27)  |  Commenter cet article






publicité

  • Catégories



  • publicité





  • Calendrier

    mars 2015
    D L Ma Me J V S
    « fév    
    1234567
    891011121314
    15161718192021
    22232425262728
    293031  
  • Archives

  • publicité