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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 12 février 2010

 

Un premier prix aux 17e Olympiades de physique pour la "roue cosmique"

 

Le concours national des 17e Olympiades de physique de France, parrainées par Serge Haroche(1), médaille d'Or du CNRS 2009, s'est déroulé les 29 et 30 janvier 2010 au Palais de la Découverte. Parmi les lauréats des premiers prix, le lycée pilote innovant international de Jaunay-Clan (académie de Poitiers), qui a obtenu le "Prix de la Roue céleste" pour son projet "L’Univers des particules". Les élèves ont bénéficié du soutien des chercheurs de l’IN2P3/CNRS dans la réalisation d’expériences avec le cosmodétecteur, un détecteur de muons confectionné par le CPPM(2) à Marseille, appelé aussi "roue cosmique".

 

De quoi est composé le Modèle standard ? Comment évolue-t-il ? Qu’est-ce qui a poussé les scientifiques à construire le LHC, le plus gros accélérateur de particules au monde ?
C’est ce qu’ont tenté de comprendre les élèves du lycée pilote innovant international de Jaunay-Clan dans leur projet "L’Univers des particules". Leur démarche leur a également permis de mesurer l’importance des rayons cosmiques et plus généralement des astroparticules. Ces dernières ont ainsi constitué une part importante du projet.

Le projet a consisté en la présentation d’une exposition, la confection d’un jeu de société avec le soutien du Cern, permettant de comprendre à la fois le fonctionnement du LHC mais aussi les rudiments du Modèle standard, la réalisation d’une chambre à brouillard pour matérialiser les trajectoires des muons d’origine cosmique, et l’utilisation du cosmodétecteur, véritable télescope à particules, capable de compter les muons issus de rayons cosmiques entrant en collision avec les molécules de l’atmosphère.

Pour réaliser les expériences avec le cosmodétecteur, les élèves ont fait appel à des chercheurs des laboratoires de l'IN2P3/CNRS, tels le CPPM, l’APC(3) et le CSNSM(4). Cette "roue cosmique", réalisée par José Busto (CPPM) et son équipe, a été prêtée au lycée pour une durée de trois ans, dans le cadre de l’opération d’équipement "Cosmos à l’école" qui permet la mise à disposition de détecteurs de particules cosmiques dans les établissements scolaires. Cette action est menée par "Sciences à l’école", dispositif ministériel pour la promotion de la culture scientifique dans les établissements du second degré, en partenariat avec l’IN2P3(5).

Les Olympiades de physique – France sont un concours scientifique expérimental à dominante physique qui s'adresse à des groupes de lycéens encadrés par un ou deux professeurs et pouvant bénéficier du soutien de chercheurs ou d'ingénieurs qui leur permettront d'approcher le monde de la recherche ou de l'activité industrielle scientifique. L'aventure se termine par un concours doté de nombreuses récompenses et peut se poursuivre dans d'autres concours, y compris internationaux.
Organisées depuis 1992 par l’Union des professeurs de physique et de chimie (UDPPC) et la Société française de physique (SFP), les Olympiades de physique – France bénéficient du haut patronage du ministre de l’Éducation nationale et de la ministre de l’Enseignement supérieur et de la recherche. Labellisée "Année mondiale de l'astronomie – AMA09" et "Sciences à l'école – Année mondiale de l'astronomie", cette 17e édition a réservé une place particulière à l'astronomie.

 

La roue cosmique

La roue cosmique est un télescope à muons transportable, robuste et de maniement très simple pouvant servir comme introduction à la physique et l’astrophysique des particules.
Ce mini-laboratoire permet de mettre en évidence un grand nombre de phénomènes relevant de l’astrophysique, de la physique des particules, de la statistique, de la relativité restreinte, etc. C’est un instrument pédagogique pouvant servir aussi bien au grand public qu’aux jeunes, lycéens et étudiants, pour appréhender des notions de physique moderne souvent mal connue.

 

José Busto, enseignant à l'Université de la Méditerranée et chercheur au CPPM, explique à des jeunes comment détecter les rayons cosmiques, particules élémentaires issues du cosmos, à l'aide de la roue cosmique. Deux particules cosmiques par seconde sont détectées ! Crédit : CPPM, Magali Damoiseaux

 

(1) Actuellement professeur au Collège de France (Chaire de physique quantique) et directeur du groupe d'électrodynamique des systèmes simples au Laboratoire Kastler Brossel (ENS/UPMC/CNRS).
(2) Centre de physique des particules de Marseille (CNRS, Université de la Méditerranée).
(3) Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (CNRS / Université Paris 7 Denis Diderot / CEA / Observatoire de Paris)
(4) Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse (CNRS / Université Paris Sud)
(5) Suite aux stages de formation au Cern (du 21 au 27 juin 2009) qui ont été dispensés à des enseignants français dans le cadre d’un partenariat Éducation nationale – IN2P3 – Cern, une première vague d’équipements se met en place pour une dizaine d’établissements scolaires de France métropolitaine en 2010.

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • Jose Busto, Tél : 04 91 82 76 60
  • Gérard Tristram, Tél : 01 57 27 61 45
  • Eric Lesquoy
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