Quantum Diaries

Troisième volet d’une série de quatre sur la matière sombre

Voici le troisième volet d’une série sur la matière sombre. J’ai déjà examiné comment elle se révèle à travers des effets gravitationnels et l‘absence de preuves directes d’interaction avec la matière visible. Voyons maintenant comment la cosmologie soutient également l’existence de la matière sombre.

Graines de galaxies
Il est maintenant largement admis que toute la matière (sombre et visible) était distribuée uniformément juste après le Big Bang. En résumé, une expansion rapide a suivi pendant laquelle l’Univers s’est refroidi et les particules ont ralentit suffisamment pour former des noyaux, et ce trois minutes après le Big Bang. Les premiers atomes sont apparus 300 000 ans plus tard, et les galaxies se sont formées entre une centaine et un millier de millions d’années plus tard. Bon.

Comment l’Univers est-il passé d’un gigantesque nuage de matière uniformément répartie à la formation de grandes structures comme les galaxies? La matière sombre est probablement à blâmer.

Etant plus lourde que la matière ordinaire, elle s’est ralentie plus tôt. De petites fluctuations quantiques ont évolué en minuscules grumeaux de matière sombre. Ces grumeaux ont grossi en attirant plus de matière sombre sous l’effet de l’attraction gravitationnelle et cela a fait boule de neige. Puisque la matière sombre n’interagit que très faiblement, cette petites graines ont aussi pu résister à la tempête des débuts de l’Univers.

Une fois la matière visible refroidie après l’expansion de l’Univers, elle a commencé à s’accumuler sur les grumeaux de matière sombre. Par conséquent, la matière sombre a semé les graines des galaxies. «Tout cela aurait aussi été possible sans la matière sombre, mais il aurait fallu beaucoup plus de temps», explique Alexandre Arbey, théoricien au CERN.

Simuler la formation de l’Univers
Pas convaincu-e ? Aujourd’hui, les cosmologistes peuvent reproduire ce processus à l’aide de simulations informatiques. Comme point de départ, ils et elles injectent dans leurs modèles la quantité de matière ordinaire et sombre présente juste après le Big Bang. Les observations du fond diffus cosmologique fournissent ces estimations. Puis on laisse évoluer le tout sous l’effet attractif de la gravité et répulsif de l’expansion de l’Univers.

Toutes ces suppositions doivent converger pour reproduire la quantité de matière sombre observée aujourd’hui, une quantité appelée «l’abondance relique”. Si tout est bien réglé, les scientifiques peuvent reconstituer toute l’évolution de l’Univers en accéléré depuis le Big Bang jusqu’à nos jours.

Les résultats sont frappants comme le montrent les trois photos ci-dessus. Ces images générées par ordinateur montrent la distribution de la matière sombre 470.000.000 années après le Big Bang, puis 2,1 et 13,4 milliards d’années plus tard (aujourd’hui). La matière sombre forme d’abord de petits grumeaux, puis de longs filaments et enfin des structures à grande échelle apparaissent.

Des scientifiques du CNRS viennent de publier une vidéo étonnante montrant comment ils et elles utilisent maintenant ces méga simulations dans l’espoir de sélectionner parmi les différents modèles de matière et d’énergie sombres celui qui correspond aux observations actuelles.

Matière sombre froide
Une autre approche permettant de sélectionner quelle théorie de la matière sombre correspond le mieux à la réalité a été démontrée le mois dernier par un groupe de scientifiques travaillant avec le télescope Subaru. L’équipe a étudié la distribution de matière sombre dans cinquante amas de galaxies. La moyenne de toutes les données montre que la densité de matière sombre diminue progressivement à partir du centre des amas galactiques jusqu’à leurs contours diffus.

Cette mesure correspond aux prédictions de la théorie de la matière sombre froide (CDM), qui stipule que celle-ci est composée de particules se déplaçant lentement. Pour de la matière sombre chaude, les particules se déplaceraient presque à la vitesse de la lumière, comme les neutrinos.

La théorie de la matière sombre froide prédit que les régions centrales des amas de galaxies ont une densité de matière sombre inférieure tandis que les galaxies individuelles ont un paramètre de concentration élevé.

Signaux inexpliqués venus de l’espace
Les astronomes n’apportent pas que des éléments de réponse au mystère de la matière sombre mais soulèvent aussi des questions. Par exemple, il y a une dizaine d’années, l’expérience INTEGRAL-SPI a trouvé une source de rayons gamma intense à 511 keV en provenance du centre galactique, là où la matière sombre est la plus concentrée. Cette valeur de 511 keV correspond exactement à l’équivalent en énergie de la masse d’un électron ou positron.

Cela avait donc toutes les allures de particules de matière sombre s’annihilant ou se désintégrant en une paire d’électron et positron, puis ceux-ci s’annihilant en rayons gamma comme dans le diagramme ci-dessus. Malheureusement, aujourd’hui l’intérêt s’estompe car les théoricien-ne-s peinent à définir un mécanisme expliquant cet effet tout en respectant les nombreuses contraintes imposées par d’autres observations.

Plusieurs expériences à bord de satellites (HEAT, Pamela et FERMI) ont observé un excès de positrons dans les rayons cosmiques. Un positron est l’antimatière de l’électron. Puisque la matière l’emporte sur l’antimatière dans l’Univers (autrement, nous et les galaxies ne serions pas là), difficile d’expliquer l’origine de ces positrons.

Plusieurs théoricien-ne-s ont invoqué des sources astronomiques comme les pulsars, mais le débat est loin d’être clos. Seraient-ce les premiers signes concrets de matière sombre interagissant avec la matière visible? L’expérience AMS à bord de la Station spatiale internationale a déjà démontré la haute qualité de ses données et pourrait bien trancher d’ici peu.

La matière sombre conserve son mystère, mais tout évolue rapidement. Dans mon prochain blog, j’aborderai comment le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN pourra contribuer après son redémarrage en 2015.

Premier volet: Comment sait-on que la matière sombre existe?

Deuxième volet: Comment mettre la main sur la matière sombre

Quatrième volet: Le LHC résoudra-t-il l’énigme de la matière sombre?

Pauline Gagnon

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Deuxième volet d’une série de quatre sur la matière sombre

Dans un blog précédent, j’ai passé en revue comment la matière sombre se manifeste à travers des effets gravitationnels. Mais personne n’a encore réussi à l’observer directement et hors de tout doute.

Pas surprenant puisque nous parlons d’un type de matière, complètement différente et totalement inconnue qui n’est faite ni de quarks, ni de leptons contrairement à la matière visible (nous, les planètes, les étoiles et les galaxies).

Néanmoins, tout comme les quarks et les leptons sont les plus petits grains de matière visible, les physicien-ne-s s’attendent à ce que la matière sombre soit également faite de particules élémentaires, mais de particules « sombres ». Pour réussir à capter des particules de matière sombre, il faut qu’elles interagissent d’une façon quelconque avec des particules de matière ordinaire.

Jusqu’à présent, nous savons seulement que la matière sombre réagit à la gravitation, mais pas à la force électromagnétique car elle n’émet pas de lumière. Peut-être interagit–elle avec la matière ordinaire par la force nucléaire faible, celle responsable des désintégrations radioactives. La matière sombre serait alors faite de particules interagissant faiblement.

Particules massives interagissant faiblement
Une hypothèse populaire considère que les particules de matière sombre seraient des WIMPs (mauviettes), acronyme anglais pour particules massives interagissant faiblement. Les WIMPs interagissent-ils souvent avec la matière? Moins de 0,1 fois par année par kilogramme de matériel sensible du détecteur, dépendamment de la masse de ces WIMPs.

Le principe de détection est simple: de temps à autres, un WIMP vient frapper le noyau d’un des atomes du détecteur le faisant reculer légèrement et induisant une petite vibration décelable.

(Tiré de la présentation de Lauren Hsu à ICHEP 2012)

L’axe vertical indique le nombre de fois où une particule sombre transfère une quantité d’énergie donnée à un noyau. Plus le détecteur est volumineux et plus on l’opère longtemps, plus grandes sont les chances d’enregistrer une collision.

Le matériau utilisé pour le détecteur importe également comme indiqué ci-dessus: les chocs sont plus violents, et donc plus aisément détectables, avec du germanium (Ge) qu’avec des noyaux plus lourd comme le xénon (Xe), mais le nombre total de collision est plus grand dans ce dernier matériau.

Ces détecteurs sont installés au plus profond d’une mine ou d’un tunnel afin de bloquer les rayons cosmiques qui induiraient de faux signaux dans le détecteur. L’élimination de toutes les sources de bruit de fond est le plus grand défi de ces expériences.

Vent de la matière sombre
Si l’Univers est rempli de matière sombre, nous devons être exposé-e-s à un vent de particules sombres lorsque nous voyageons autour du Soleil. Ce taux est évalué à environ un million de particules par centimètre carré et par seconde pour des WIMPs dix fois plus lourds qu’un proton.

Et tout comme un cycliste roulant sur une piste circulaire par grand vent, nous devrions sentir un vent de face de particules de matière sombre en juin et un vent arrière en décembre car il y a une plus grande concentration de matière sombre au centre de la galaxie.

Imaginez maintenant un détecteur fonctionnant sur Terre et sensible aux WIMPs. Les variations de l’intensité du vent seraient détectées sous forme d’une modulation annuelle du nombre de particules de matière sombre frappant le détecteur tout au long de l’année.

C’est exactement ce que l’expérience DAMA/LIBRA prétend observer depuis plus d’une décennie maintenant, comme indiqué sur le graphique ci-dessous. Leur signal est fort et clair (8,9 sigma), mais malheureusement, contredit par plusieurs expériences.

Le nombre d’événements enregistrés par DAMA/LIBRA en fonction du temps (plus de 10 ans) montre clairement une modulation annuelle.

Trois autres expériences rapportent également des signaux: CoGent a une toute petite modulation alors que CRESST et CDMS observent quelques évènements en trop par rapport au bruit de fond attendu.

Tout irait bien si ces quatre expériences étaient toutes d’accord sur les caractéristiques des particules de matière sombre mais ce n’est malheureusement pas le cas.

De nombreux théoricien-ne-s déploient des efforts héroïques pour concevoir de nouveaux modèles pouvant expliquer pourquoi certaines expériences perçoivent un signal tandis que d’autres n’en ont pas, mais aucun modèle ne fait l’unanimité. La situation reste donc terriblement confuse comme on peut le voir sur l’image ci-dessous.

L’axe vertical représente le taux possible d’interaction d’une particule de matière sombre avec la matière ordinaire tandis que l’axe horizontal donne la masse des particules sombres. Les zones de couleurs délimitent les valeurs obtenues par les quatre expériences ayant un signal. Seules les résultats de CoGent et CDMS sont mutuellement consistants.

Les diverses lignes fixent les limites imposées au taux d’interaction et à la masse par quelques-unes des expériences qui n’enregistrent aucun signal. Toutes les valeurs au-dessus de ces lignes sont excluses, ce qui signifie que les expériences sans signaux sont en contradiction directe avec les quatre groupes qui ont observé un signal.

Aussi frustrant que cette situation puisse paraître, elle n’est en fait pas surprenante étant donné la complexité de ces expériences. On a soit affaire à des erreurs expérimentales, soit il existe une explication théorique.

De nombreuses expériences continuent à accumuler des données et de plusieurs sont en construction.  Tout le monde est à pied d’œuvre, tant du côté de la théorie que des expériences. On ne peut qu’espérer une percée prochaine.

Troisième volet: Cosmologie et matière sombre

Quatrième volet: Le LHC résoudra-t-il l’énigme de la matière sombre?

Pauline Gagnon

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Pour plus d’information (en anglais):

Hangout with CERN: The Dark Side of the Universe

TED Ed clip: Dark matter: The matter we can’t see

TED talk by Pat Burchat: Shedding light on dark matter

Premier volet d’une série de quatre sur la matière sombre

Certain-e-s d’entre vous ont peut-être entendu parler de la matière sombre, cette mystérieuse matière qu’on ne peut pas voir mais qui compte pour 27% du contenu de l’Univers alors que la matière visible (vous, moi, toutes les étoiles et les galaxies) n’équivaut qu’à 5%. Comment sait-on si elle existe vraiment? En fait, son existence est confirmée de bien des façons différentes.

Amas galactiques
C’est l’astronome suisse Fritz Zwicky qui soupçonna le premier l’existence de la matière sombre en 1933. Il voulait mesurer la masse d’un amas galactique (un groupe de plusieurs galaxies) et utilisa deux méthodes différentes. Il a d’abord évalué cette masse à partir de la vitesse de rotation des galaxies. Tout comme les enfants sur un carrousel doivent s’accrocher pour éviter d’être éjecté, les galaxies sont maintenues ensemble dans un amas galactique en rotation par la force gravitationnelle fournie par la matière qu’il contient. Il doit y avoir suffisamment de matière pour engendrer la force nécessaire, sans quoi les galaxies se disperseraient.

Il a comparé son résultat avec la masse évaluée à partir de la lumière émise par les galaxies. Il s’est ainsi rendu compte qu’il y avait beaucoup plus de matière dans l’amas que ce qui était visible. Cette matière d’un type inconnu générait un champ gravitationnel mais sans émettre de lumière, d’où son nom de matière sombre.

Galaxies en rotation
Mais ce n’est que dans les années 70 que l’astronome américaine Vera Rubin mesura les vitesses de rotation des étoiles à l’intérieur d’une galaxie avec suffisamment de précision pour convaincre la communauté scientifique. Elle observa que ces étoiles tournaient toutes à peu près à la même vitesse, indépendamment de leur distance du centre galactique. Ceci contredit la loi de Kepler qui décrit la rotation des planètes autour du soleil.

Une planète éloignée du soleil tourne plus lentement qu’une planète plus rapprochée, tel qu’indiqué par la courbe A sur le graphique ci-dessous. Cependant, Vera Rubin observa que les étoiles des galaxies en rotation suivaient plutôt la courbe B. C’était comme si les étoiles ne tournaient pas autour du centre visible de la galaxie, mais autour de centres inconnus, tous offrant une attraction gravitationnelle supplémentaire. Cela ne pouvait se produire que si d’énormes quantités de matière invisible remplissaient la galaxie et s’étendaient même au-delà de ses limites.

Lentilles gravitationnelles
Une des techniques les plus frappantes de détection de la matière sombre est celle des “lentilles gravitationnelles”. Cela fonctionne sur le fait que les grandes concentrations de matière (visible ou sombre) créent des champs gravitationnels assez forts pour déformer l’espace.

Imaginez un drap tendu où on lance une balle de ping-pong. La balle se déplacera en lign droite en suivant le drap. Mais laissez tomber un objet lourd au milieu du drap, et la balle se décrira une courbe selon la surface déformée du drap.

La lumière se comporte de la même manière dans l’espace. Un espace vide sans aucune matière est semblable à un drap tendu et la lumière se déplace en ligne droite. En présence d’un objet massif, une étoile ou une galaxie, l’espace est déformé et la lumière suit les courbes de cet espace.

(D’après une idée tirée de la présentation TED de Pat Burchat)

La lumière provenant d’une galaxie lointaine s’infléchira en passant près d’un amas de matière sombre comme indiqué ci-dessus. La galaxie apparaîtra décalée, comme si elle se trouvait ailleurs (aux positions des images du haut et du bas). En trois dimensions, toute la lumière déviée formera un anneau comme celui que l’on voit sur la photo ci-dessous prise par le télescope Hubble. Si la galaxie et le télescope ne sont pas parfaitement alignés, seuls de petits arcs apparaitront.

(Photo: NASA)

Cette technique est désormais assez puissante pour produire des cartes de la distribution de la matière sombre dans l’Univers.

Fond diffus cosmologique
Les astrophysicien-ne-s peuvent même déduire la quantité de matière sombre dans l’Univers en étudiant le fond diffus cosmologique. Il s’agit d’un rayonnement fossile datant de l’époque où l’Univers avait à peine 380.000 ans. Cette lumière fossile voyage depuis plus de 13 milliards d’années et nous parvient aujourd’hui venant de toutes et d’aucunes directions en particulier.

La carte de l’Univers ci-dessous a été établie à partir des données prises par le satellite Planck. Elle montre des points plus chauds correspondant aux endroits où d’abord la matière sombre, puis la matière visible, ont commencé à former des grumeaux, fournissant ainsi des graines de galaxies. Aujourd’hui, les scientifiques pensent que la matière sombre a servi de catalyseur dans la formation des galaxies.

(Photo: expérience Planck)

On peut analyser ce rayonnement cosmique tout comme le son d’un instrument de musique peut être décomposé en harmoniques. En se basant sur les caractéristiques de son “spectre de puissance”, c’est à dire sur la quantité de rayonnement associé à chaque fréquence, les astrophysicien-ne-s peuvent calculer la quantité de matière sombre contenue dans l’Univers.

Jusqu’à présent, toutes les manifestations de la matière sombre bien que nombreuses et convaincantes demeurent indirectes. On ne la perçoit qu’à travers ses effets gravitationnels. Existe-t-il des preuves directes? Ce sera mon prochain sujet. Mais attention: le débat fait rage dans la communauté scientifique sur l’interprétation des différents résultats.

Deuxième volet: Comment mettre la main sur la matière sombre

Troisième volet: Cosmologie et matière sombre

Quatrième volet: Le LHC résoudra-t-il l’énigme de la matière sombre?

Pauline Gagnon

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Hangout with CERN: The Dark Side of the Universe

TED Ed clip: Dark matter: The matter we can’t see

TED talk by Pat Burchat: Shedding light on dark matter

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) a entrepris un vaste programme de consolidation en mars 2013 qui durera jusqu’en 2015. Tout ceux et celles au CERN rattaché-e-s aux accélérateurs et aux expériences travaillent d’arrache pied pour tout compléter à temps.

Les collaborations expérimentales déploient des efforts considérables sur plusieurs fronts. En particulier, il leur faudra faire face au volume accru de données que le LHC apportera en 2015.

Le LHC repartira à une énergie et une luminosité plus élevées, c’est-à-dire avec des faisceaux plus intenses. Pour l’expérience LHCb, qui fonctionne à luminosité constante, plus d’énergie se traduira par plus de particules créées dans chaque événement et à un taux presque deux fois plus élevé.

Même situation pour les autres expériences, ALICE, CMS et ATLAS, avec en plus une luminosité plus élevée, ce qui signifiera plus de collisions se produisant simultanément à chaque fois que des paquets de protons entreront en collision dans le LHC ce qui rendra chaque événement enregistré de plus en plus difficile à décortiquer.

Pour vous donner une idée, voici trois clichés d’évènements captés par le détecteur ATLAS au cours des trois dernières années. L’événement de gauche s’est produit à basse luminosité peu de temps après le démarrage du LHC. Très peu de collisions se sont produites en même temps et on retrouve donc peu de traces dans cet événement.

Puis, en 2011, le nombre moyen de collisions simultanées est passé à environ 12 par événement (au centre) et a atteint 40 à la fin de 2012 (à droite). En 2015, il y aura en moyenne entre 60 et 80 collisions superposées pour chaque évènement dépendamment du mode d’opération qui sera retenu. Le défi sera d’extraire de ce fouillis de traces la collision d’intérêt dans chaque événement.

Par conséquent, beaucoup d’efforts sont consacrés à l’amélioration de la simulation, la calibration et la reconstruction de ces événements. Les physicien-ne-s améliorent les techniques existantes pour pouvoir faire face au volume de données attendu.

L’image ci-dessus montre une vue agrandie d’un événement au centre du détecteur CMS où l’on peut voir les 78 collisions proton-proton qui se sont produites simultanément (les points brillants sur l’axe horizontal). L’échelle ici est de quelques centimètres.

Ici, chaque ligne reconstitue la trace d’une particule chargée. Et chacune de ces traces doit être associée à un seul point d’origine, à savoir le point de l’espace où elle a été créée dans une collision de protons. De cette façon, seules les traces appartenant à la collision principale seront retenues pour reconstituer l’évènement.

Sur l’image ci-dessus, la plupart des traces viennent de collisions où les protons se sont à peine effleurer et peuvent être ignorées. Seules les collisions énergétiques ont une chance de produire les particules lourdes et inusitées qui nous intéressent.

En même temps, tous les groupes profitent de cet arrêt pour remplacer ou réparer les modules électroniques, blocs d’alimentation et autres composantes qui ont fait défaut ou ont montré des signes de détérioration au cours des trois dernières années. De nouveaux sous-détecteurs sont même installés pour améliorer la performance des détecteurs. Par exemple, la collaboration CMS étend sa couverture du détecteur de muons et ATLAS rajoute une quatrième couche au détecteur à pixels. LHCb remplace son tube à faisceaux et ALICE améliore ses calorimètres.

Mais l’effort principal pour toutes les expériences du LHC reste encore la complétions des analyses basées sur l’ensemble des données recueillies jusqu’ici. Tout le monde semble suivre les conseils préférés de ma mère: Cent fois sur le métier, remettez votre ouvrage. C’est précisément ce qui se passe en ce moment. Chaque aspect de l’analyse des données est revisité pour tirer le maximum de l’ensemble des données actuelles: la calibration, l’identification des particules, l’évaluation du bruit de fond et l’extraction du signal.

Toutes les collaborations ont déjà des dizaines de nouveaux résultats fin prêts pour les prochaines grandes conférences estivales telle que celle de la Société européenne de physique à la mi-juillet.

Pauline Gagnon

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Les dirigeant-e-s politiques doivent faire des choix difficiles quant il s’agit de dépenser l’argent public. Investir dans la science est pourtant un excellent placement non seulement à long terme, mais aussi pour des retombées immédiates.

Bien sûr, si vous demandez ce que le boson de Higgs mettra dans l’assiette de l’humanité, la réponse est simple: personne ne le sait. Quand le ministre des Finances a questionné Michael Faraday sur la valeur pratique de l’électricité en 1850, il n’en avait aucune idée mais a répondu  «Un jour, monsieur, vous trouverez un moyen de la taxer.”

La découverte du boson de Higgs signifie que nous avons désormais une théorie complète qui explique ce qu’est la matière visible. L’humanité peut donc aller se coucher ce soir en en sachant un peu plus sur l’univers dans lequel nous vivons.

Par contre, les retombées indirectes sont nombreuses et découlent de l’ensemble des activités de recherche en physique des particules. Plusieurs viennent d’être résumées dans une nouvelle brochure intitulée «Accélérer la science et l’innovation – Les avantages sociétaux de la recherche européenne en physique des particules” (en anglais).

Cette brochure a été présentée par le CERN aux ministres des sciences et de la technologie d’Europe la dernière semaine de mai à Bruxelles à l’occasion d’une réunion spéciale du Conseil du CERN organisée par la Commission européenne.

Le World Wide Web, inventé au CERN il y a plus de 20 ans, est estimé avoir stimulé € 1,5 billion en trafic commercial annuel. C’est 1500 fois plus que le milliard de francs suisses consacrés à la recherche au CERN chaque année.

Environ 10.000 accélérateurs servent en médecine à travers le monde, tous utilisant la technologie développée en physique des particules.

Grâce à la physique, la radiothérapie et les rayons X sont utilisés tous les jours pour le traitement du cancer et l’imagerie médicale. La thérapie hadronique, où des protons ou des ions de carbone sont utilisés au lieu des photons comme en radiothérapie conventionnelle, est la dernière technique prometteuse développée récemment et devrait améliorer considérablement le traitement de certains types de cancer. De tels accélérateurs développés en collaboration avec le CERN sont déjà utilisés par MedAustron  en Autriche et CNAO en Italie.

L’accélérateur développé pour la thérapie hadronique par CNAO en collaboration avec le CERN pour détruire plus efficacement les tuneurs cancérigènes (photo gracieuseté de CNAO)

Même les recherches sur l’antimatière sont mises à contribution. L’expérience ACE effectuée à « l’usine » d’antimatière du CERN a montré que les antiprotons pourraient être efficaces pour détruire les tumeurs.

La physique des particules au CERN a aidé à produire des panneaux solaires plus efficaces et contribue maintenant au développement d’accélérateurs de poche qui permettront aux hôpitaux de produire localement leurs propres doses d’isotopes radioactifs suivant la demande.

Des ingénieurs du CERN testent des câbles supraconducteurs à haute température faits de diborure de magnésium. Ce type de recherche pourrait signifier éventuellement le transport de l’électricité sur de grandes distances sans perte d’énergie.

Panneaux solaires nouvelles génération de l’aéroport de Genève utilisant la technologie du vide développée pour les accélérateurs du CERN

Les technologies des accélérateurs sont également utilisées dans divers projets de nettoyage industriels. Dans des essais effectués au Texas, des faisceaux d’électrons ont converti les boues d’épuration hautement infectieuses en engrais agricole sécuritaire. Des efforts sont également en cours sur l’installation n-TOF du CERN pour transmuter les déchets nucléaires hautement radioactifs en matériaux inoffensifs.

Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications découlant de la recherche menée dans les laboratoires de physique des particules. Et c’est encore sans compter la formation d’une main d’oeuvre hautement qualifiée prête à relever d’autres défis technologiques ainsi que l’enthousiasme suscité parmi les jeunes, les professeur-e-s et le grand public.

C’était donc une excellente nouvelle fin mai quand le Conseil du CERN a adopté la Stratégie européenne pour la physique des particules lors de sa réunion spéciale organisée par la Commission européenne. Les bénéfices sociétaux sont multiplés quand les nations unissent leurs efforts et leurs ressources pour l’approfondissement de la connaissance fondamentale.

Pauline Gagnon

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La diversité nationale a toujours été un point fort du CERN. Avec des gens venant de 99 nationalités différentes, le CERN est un lieu de travail unique. Cependant, le CERN s’est récemment rendu compte que beaucoup plus pourrait être fait pour accueillir non seulement des gens de partout dans le monde, mais aussi des gens de sexe, de capacités, d’orientation sexuelle, d’âges et de race différentes.

C’est pourquoi le Bureau de la diversité, créé récemment, a déjà commencé à secouer certains anciens préjugés en organisant une série spéciale de séminaires.

Cette semaine, le CERN a accueilli le Dr Tom Shakespeare, un orateur hors pair qui fait a dû surmonter plusieurs barrières. Assumer son nom de famille a-t-il dit en riant a été plus difficile que de souffrir d’une maladie affectant le développement et d’être paraplégique. Mais tout comme son fort probable mais non établi célèbre ancêtre, Tom a un talent exceptionnel et a captivé son audience en élaborant sur la façon dont les lieux de travail gagneraient à être plus accueillants pour les personnes souffrant de handicaps, qu’ils soient physiques ou mentaux. Son message clé est que les gens sont plus handicapés par la société que par leur corps ou leur esprit.

«Le handicap est une question de droits humains et d’égalité”, a-t-il dit, “pas de maladie”. Il a nommé plusieurs physiciens célèbres qui ont grandement contribué à la physique en dépit de diverses formes de handicap. Isaac Newton par exemple était une personne terriblement anxieuse et incertaine, souffrant probablement soit d’autisme, soit du syndrome d’Asperger ou de Tourette. Les difficultés d’Albert Einstein à l’école ont pu venir de dyslexie alors que Paul Dirac avait une certaine forme de différence neurologique lui conférant une personnalité excentrique et singulière. En particulier, Tom Shakespeare a montré une vidéo saisissante où Stephen Hawking, l’un des plus célèbres astrophysiciens, parle de sa vie, en expliquant comment il a pu réussir à développer pleinement son potentiel en dépit de sa maladie et où il donne son appui total au Rapport mondial sur le handicap.

Ce rapport de l’Organisation mondiale de la Santé montre qu’un milliard de personnes dans le monde souffrent d’une certaine forme de handicap. Cela signifie qu’à peu près 15% de la population doit surmonter des difficultés particulières affectant la façon dont ils se déplacent, parlent, entendent, voient, se comportent ou pensent. “Vous n’avez peut-être pas d’handicap aujourd’hui, mais la plupart d’entre vous risquent d’en développer un durant votre vieillesse”, a-t-il lancé à l’auditoire.

Il a insisté sur l’importance d’avoir des lieux de travail qui s’adaptent aux personnes handicapées, et non l’inverse. Il faut permettre à chacun et chacune de contribuer à son plein potentiel. La neuro-diversité peut en fait être considérée comme une opportunité plutôt qu’un défi. Les personnes atteintes de troubles du déficit de l’attention, du syndrome d’Asperger ou d’autisme par exemple peuvent toutes contribuer de leur propre façon.
Il a donné quelques conseils simples mais précieux sur comment traiter les personnes handicapées avec respect et dignité: ne pas fixer la personne du regard, ne rien supposer mais plutôt demander, traiter la personne comme un être humain et non comme une maladie (parler d’une personne qui est aveugle plutôt que «d’un aveugle» ou «d’un tétraplégique»); adresser à la personne directement et non pas leur parent ou assistant-e, et leur donner une chance de s’exprimer. Enfin, ne posez des questions que sur les choses que vous devez savoir et pas par simple curiosité.

Pauline Gagnon

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La première conférence TEDxCERN, qui aura pour thème « Des dimensions multiples », se déroulera le 3 mai 2013, au Globe de la science et de l’innovation. Il sera possible de suivre une retransmission en direct sur le web depuis l’amphithéâtre principal du CERN et depuis le site de TEDxCERN (avec interprétation simultanée en français). Des instituts partenaires un peu partout dans le monde offriront des retransmissions en direct et des billets sont disponibles pour les personnes de la région de Genève désireuses de participer à partir du CERN.

La manifestation, qui dépassera le cadre de la physique des particules, est organisée avec le soutien de Rolex et servira de tribune à la science dans de nombreuses disciplines, en faisant découvrir des idées nouvelles et audacieuses dans des domaines précurseurs de la recherche et de l’innovation qui pourraient fondamentalement changer le cours des choses.

« TEDxCERN nous ouvrira les portes d’univers multiples où se côtoient diverses disciplines scientifiques faisant apparaitre l’omniprésence de la science dans nos existences », a déclaré Sergio Bertolucci, directeur de la recherche et de l’informatique scientifique au CERN. TEDxCERN, qui a pour objectif d’inciter les jeunes à faire partie de la nouvelle génération de scientifiques, pourra également être suivi sur le web dans tous les instituts qui collaborent avec le CERN à travers le monde. Des invités vedettes, notamment le prix Nobel George Smoot, seront présents.

Quatre courts films d’animation réalisés spécialement pour cette occasion seront  aussi au programme, dont un portant sur l’origine de l’Univers.

TED est un organisme à but non lucratif qui a pour mission de promouvoir « des idées qui méritent d’être diffusées ». Il y a de cela 26 ans, la première conférence TED avait lieu l’espace de quatre jours en Californie. Aujourd’hui, TED soutient les idées novatrices de diverses manières. Lors d’une conférence TED, il est demandé à des personnalités de premier plan, par leurs réflexions ou leurs réalisations, de donner, en 18 minutes au plus, la conférence de leur vie. Ces interventions sont ensuite diffusées gratuitement sur le site TED.com. Par exemple, la physicienne Pat Burchat (ma directrice de thèse) y a donné une superbe présentation sur la nature de la matière sombre.

TEDx est une série de conférences organisées localement de manière autonome, qui permettent à des individus de vivre ensemble une expérience de type TED. Les conférences TEDx associent des interventions vidéos (TEDTalks) et en direct suivies de discussions passionnantes au sein d’un petit groupe. Ces événements portent la marque TEDx, x signifiant « événement TED organisé de façon autonome ». Le programme d’une conférence TEDx doit respecter un cadre général, mais chaque conférence TEDx est organisée de façon autonome, moyennant le respect de certaines règles.

Pionniers ou jeunes scientifiques seront à l’honneur de TEDxCERN : Parmi les ceux et celles qui prendront la parole, Londa Schiebinger, historienne, nous parlera innovations et genre ; Chris Lintott nous expliquera comment découvrir une planète depuis son canapé ; Hiranya Peiris, lauréate du prix 2012 Fowler de la Royal Astronomical Society, s’exprimera sur l’Univers primordial ; Marc Abrahams, maître de cérémonie des Ig Nobel Awards et rédacteur de Annals of Improbable Research, nous dira pourquoi toute recherche – la bonne, et parfois la mauvaise – est improbable ; Eliezer Rabinovici et Zehra Sayers évoqueront SESAME, un projet de recherche au Moyen-Orient réunissant des scientifiques égyptiens, israéliens, jordaniens, palestiniens, turcs, pakistanais et iraniens ; Brittany Wenger, scientifique en herbe de 18 ans et lauréate du prix Google Science Fair 2012, parlera recherche et inspiration ; Becky Parker, lauréate de la première médaille Patrick Moore de la Royal Astronomical Society, nous expliquera pourquoi on n’est jamais trop jeune pour être chercheur ; Gian Giudice, physicien théoricien, nous expliquera ce que les analyses réalisées actuellement sur le Higgs pourraient signifier pour l’avenir de l’Univers : et Alison Lester, physicienne, parlera de la traque de particules avec le détecteur ATLAS.

Le programme complet ainsi que les biographies des orateurs peuvent être consultés sur le site de TEDxCERN.

L’équipe organisatrice espère que ces interventions inspireront, encourageront et célèbreront la pensée scientifique, et, surtout, feront passer le message que la science nous concerne tous.

Pauline Gagnon

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(Basé sur le communiqué de presse du CERN)