Des matériaux inattendus pour les détecteurs de particule. Lorsqu'ils conçoivent un appareillage les physiciens rêvent souvent d'objets impossibles à réaliser.
Idéalement le détecteur de particules parfait devrait être composé uniquement de matériaux actifs et n'avoir besoin d'aucune structure mécanique pour le soutenir ! Lors des premiers "brain storming" qui ont lieu lors de la formation des nouvelles collaborations, on voit souvent fleurir tout un ensemble de concepts tout aussi magnifiques qu'irréalistes sur le plan technique ou financier. Les ingénieurs chargés de la réalisation effective des appareillages remettent alors un certain nombre de pendules à l'heure et proposent des alternatives techniquement réalisables ou financièrement accessibles.
Il faut alors faire des compromis en acceptant de dégrader un peu les performances. Tout un jeu de réflexions, discussions, voire de négociations s'engagent alors, pour finalement converger vers un design raisonnable. L'effet Branly. Lors d'un colloque de physique au Maroc, un jeune étudiant avait été invité à venir présenter l'expérience qu'il avait réalisée.
Il y avait eu une sélection du meilleur projet et cette présentation constituait une sorte de "récompense" permettant à l'étudiant de rencontrer des physiciens, dont certains étaient assez prestigieux d'ailleurs. Je garderai toujours l'image de ce jeune en costume et cravate qui présentait une drôle d'expérience. L'ensemble était monté sur une planche en bois mal rabotée, d'une vingtaine de centimètres de côté. Il y avait une LED, des fils électriques, une pile et un cylindre sommaire rempli de billes métalliques et fermé à ses extrémités par des plaques conductrices connectées au circuit électrique. Lorsque le jeune ferma le circuit, la LED resta éteinte. Bizarre ! Ceci fait, le jeune étudiant pris un allume-gaz piézo-électrique et fit jaillir quelques arcs électriques à une dizaine de centimètres du montage. Au temps où les ordinateurs balbutiaient ou l'étrange histoire de M. Klein.
On a tendance à l'oublier, tant l'électronique et l'informatique sont omniprésents dans le monde actuel, mais il fut un temps, pas très éloigné d'ailleurs, où les calculs se faisaient à la main, de tête ou à la rigueur avec des calculateurs très sommaires.
Je me souviens très bien de mon Papa dans les années 65-68, économe dans un grand centre hospitalier qui faisait des comptes avec la petite machine mécanique "Curta" présentée sur la photo ci-contre. Papa a toujours été à la pointe du progrès, mais dû attendre 1973 ou 1974 pour avoir sa première calculatrice électronique de poche, une HP 45 je crois. En physique, qu'elle soit expérimentale ou théorique, on a bien du mal à imaginer que tant d'avancées aient pu être faites sans machine à calculer, avec la seule aide de la règle à calcul et des tables de logarithmes. Cette même année 1958, suite à un concours de circonstances, peut-être favorisé par la concordance de nationalité des deux personnes, le directeur du CERN de l'époque: C.J. Monsieur Charpak. Georges Charpak est l'inventeur d'un système extrêmement astucieux permettant de détecter et de reconstruire le passage d'une particule chargée dans un milieu gazeux.
Le détecteur dont la dénomination la plus simple est "chambre à fils" est une enceinte remplie de gaz et dans laquelle sont tendus des fils très fins et portés à une haute tension (1500 à 2500 Volts). Lorsqu'une particule possédant une charge électrique traverse le gaz, elle ionise celui-ci, c'est-à-dire qu'elle arrache des électrons aux atomes. Les électrons chargés négativement sont attirés par les fils portés à une tension positive, on dit qu'ils dérivent. En arrivant à proximité des fils les électrons vont ressentir un champ électrique intense qui va provoquer leur multiplication. Cette avalanche d'électron est captée par le fil sous la forme d'un courant électrique de faible intensité, mais parfaitement détectable par un système électronique adapté.
Les coulisses des grandes expériences de physique des particules (1) La physique des particules ou physique des hautes énergies met en œuvre des appareillages géants, probablement les plus complexes et les plus sophistiqués qui puissent être conçus.
Les coulisses des grandes expériences de physique des particules (2) Cet article est le deuxième d'une série commencée ici.
Les physicien(ne)s ne manquent pas d'idées, il y a dans les esprits tout un tas de projets plus ou moins embryonnaires, plus ou moins farfelus, afin de mesurer telle ou telle grandeur qui pourrait confirmer ou infirmer telle ou telle théorie. Science et Guerre Froide. Une récente retrouvaille avec un collègue Chinois, devenus patron d'un grand laboratoire à Pékin m'a fait m'interroger sur le rôle de la science et les relations entre les scientifiques durant la guerre froide.
En effet, ce collègue que j'ai bien connu vers 1985 au CERN était alors postdoc au MIT ! Étonnant n'est ce pas ? Ceci veut dire qu'en pleine guerre froide, les américains formaient de jeunes chinois dans les plus prestigieuses universités, ce n'était même pas du détournement de cerveaux ("brain drain") puisque la plupart de ces jeunes sont retournés en Chine où ils exercent de hautes fonctions.