Comment fonctionne le LHC ?

L’animation ci-dessous commence avec une vue aérienne du CERN (près de Genève) qui montre le complexe d’accélérateurs de particules : le LHC et les 4 principaux détecteurs que sont ALICE, ATLAS, CMS et LHCb.

Tout commence avec une source de protons qui est une simple bouteille d’hydrogène. Un champ électrique est appliqué pour retirer les électrons de l’hydrogène et ainsi produire des protons qui passent ensuite par le LINAC 2, le premier accélérateur de la chaine (qui sera bientôt remplacé par le LINAC 4). Il accélère les protons à une énergie de 50 MeV.

Le faisceau est ensuite injecté dans le Proton Synchroton Booster (PSB), qui accélère les protons à 1,4 GeV, puis dans le Proton Synchroton (PS) qui les accélère à 25 GeV. Les protons sont ensuite envoyés dans le Super Proton Synchroton (SPS) où ils sont accélérés à 450 GeV pour finalement être transférés dans les 2 tubes de faisceau du LHC.

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Mission Rosetta : un voyage spatial de 10 ans dans l’espoir de mieux comprendre les comètes

La mission de la sonde Rosetta (ESA) est de se mettre en orbite autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko pour étudier son noyau et son environnement pendant presque 2 ans. L’atterrisseur Philae qui se trouve à son bord doit se poser sur la comète en novembre 2014.

Rosetta tire son nom de la célèbre pierre de Rosette qui a permis le déchiffrement des hiéroglyphes. Ce nom lui a été donné car les scientifiques espèrent bien que Rosetta pourra percer les mystères de la formation et de l’évolution de notre système solaire. La sonde pèse 2900 kg (dont 1670 kg de carburant et 165 kg de charge utile scientifique) et embarque 11 instruments scientifiques. Elle mesure 2.8 x 2.1 x 2.0 m et possède 2 panneaux solaires de 14 mètres.

L’atterrisseur Philae a été nommé d’après l’ile située dans le fleuve du Nil sur laquelle on a trouvé une inscription en 2 languages qui a permis de déchiffrer les hiéroglyphes de la pierre de Rosette. Cet atterrisseur pèse 100 kg et embarque 10 instruments scientifiques.

C’est le 6 août prochain, au terme d’un voyage de dix ans et après avoir parcouru 6,4 milliards de kilomètres, que Rosetta atteindra finalement la comète Churyumov-Gerasimenko.

Au terme de sa mission de 12 ans, la sonde aura totalisé 7,1 milliards de kilomètres.

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Théorie M : Bienvenue dans la 11ème dimension

Cet article est le 3ème et dernier de la série sur la Théorie des Cordes. Je vous recommande de lire les 2 premiers articles avant de lire celui-ci
– Le Saint Graal de la Physique Théorique [1ère partie]
– Histoire de la Théorie des Cordes [2ème partie]

La Théorie des Cordes, comme vous avez pu le lire dans le précédent article, avait le potentiel pour devenir la “Théorie du Tout”. Mais l’enthousiasme des physiciens semblait être allé trop loin car ils n’avaient pas produit une seule mais 5 Théories des Cordes différentes.

Comment une théorie qui se voulait une théorie de l’unification pouvait se retrouver en 5 versions différentes ? Alors que l’on croyait être arrivé dans une impasse, un physicien nommé Ed Witten, considéré comme l’un des plus grands physiciens au monde, a révolutionné la Théorie de Cordes lors de la conférence annuelle Strings 95.

Ed Witten a scotché tout le monde car il a offert une nouvelle perspective sur la théorie. De son point de vue, on pouvait se rendre compte que ce qu’on avait sous les yeux n’était pas vraiment 5 théories différentes : comme les reflets dans un mur de miroirs, ce que nous pensions être 5 théories s’est avéré être simplement 5 différentes manières de regarder la même chose.

Le travail de Witten a déclenché une percée si révolutionnaire qu’on lui a donné son propre nom : on l’appelle la “Théorie M”.

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Pourquoi tout le monde devrait s’intéresser à l’exploration spatiale ?

Depuis la nuit des temps, les êtres humains ont toujours été fascinés par les cieux. Après avoir exploré tout (ou presque) ce qu’il y avait à explorer sur notre planète, la suite logique était de se diriger vers l’Espace.

Les êtres humains ont toujours eu la volonté d’explorer l’inconnu, découvrir de nouveaux mondes, repousser toutes les limites pour aller toujours plus loin. Les avancées réalisées en repoussant sans cesse ces limites ont apporté de nombreux bénéfices à nos sociétés.

L’exploration spatiale permet de répondre à des questions fondamentales sur notre place dans l’Univers et sur l’histoire de notre système solaire. En relevant les défis liés à l’exploration spatiale nous améliorons nos connaissances, notre technologie, créons de nouvelles industries, et contribuons à créer un cadre paisible avec les autres nations.

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Comment peut-on savoir si une découverte est vraiment significative ?

C’est une question qui se pose avec chaque nouvelle découverte scientifique majeure : qu’est-ce qui rend un résultat suffisamment fiable pour qu’il soit pris au sérieux ? La réponse à cette question a un rapport avec sa signification statistique, mais pas seulement.

L’unité de mesure habituellement utilisée lorsque l’on parle de signification statistique est l’écart type (déviation standard), qui s’écrit avec la lettre grecque sigma en minuscule (σ). L’écart type mesure la dispersion d’une série de valeurs autour de leur moyenne.

Dans de nombreuses situations, les résultats d’une expérience suivent ce qu’on appelle une loi normale (distribution normale). Par exemple, si vous lancez une pièce 100 fois et que vous comptez combien de fois elle retombe sur Pile, le résultat moyen devrait être 50. Mais si vous faites ce test 100 fois, la plupart des résultats seront proches de 50, mais pas exactement. Vous obtiendrez presque autant de résultats avec 49 ou 51. Vous aurez quelques 45 ou 55 mais presque pas de 20 ou 80. Si vous reportez ces résultats sur un graphique, vous obtiendrez une forme bien connue appelée courbe de Gauss qui est en forme de cloche. C’est la distribution normale.

L’écart type permet de connaitre l’éloignement d’un point donné par rapport à la moyenne. Dans l’exemple du Pile ou Face, un résultat de 47 a une déviation de 3 par rapport à la moyenne de 50. L’écart type est la racine carrée de la moyenne des carrés des déviations par rapport à la moyenne. Une déviation standard, 1 sigma, tracé au-dessus ou en dessous de la valeur moyenne sur cette courbe de distribution normale, définirait une région qui inclurait 68% de tous les points de données. 2 sigmas au-dessus ou en dessous incluraient environ 95% des données, et 3 sigma en incluraient 99,7%.

Quand est-ce qu’un point de données particulier (ou un résultat de recherche) peut-il être considéré comme significatif ? La déviation standard peut nous fournir un critère : si un point de données se trouve à quelques déviations standard du modèle testé, c’est une preuve forte que le point de données n’est pas compatible avec ce modèle. Cependant, la manière d’utiliser ce critère dépend de la situation. John Tsitsiklis (professeur de génie électrique au MIT) qui donne un cours appelé « Fundamentals of Probability » explique « La statistique est un art, avec beaucoup de place pour la créativité et les erreurs ». Une partie de cet art se résume à décider quelles mesures ont du sens dans un cadre donné.

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