Infiniment petit !

Jeudi 27 novembre, la salle polyvalente du collège Abel Minard de Tonnerre était en effervescence. Environ 150 élèves des classes de première et terminale scientifiques ont assisté à une conférence tenue par le Docteur Stefano Matthias PANEBIANCO, chercheur au Commissariat à l’Énergie Atomique et aux énergies alternatives (CEA).

Habitué à s’impliquer dans des projets pédagogiques en partenariat avec des lycées franciliens, Stefano PANEBIANCO, qui enseigne également à l’École Polytechnique, a su captiver son auditoire pendant près de deux heures, par un exposé véritablement vivant sur son métier et son domaine de prédilection : la physique fondamentale.

Fort d’une expérience de vingt ans au CEA, il a levé le voile sur le métier de chercheur dont il a démonté les clichés : non, un chercheur n’est pas « un fou en blouse blanche, les cheveux hirsutes, qui vit reclus dans son laboratoire » ! Ce métier présente deux facettes, l’une théorique, et l’autre pratique (les fameuses manipulations, c’est-à-dire les expériences en elles-mêmes), et nécessite un travail d’équipe : il en veut pour preuve la découverte du boson de Higgs en 2012, qui a réunit plus de quatre cent scientifiques du monde entier.

La physique fondamentale, qui s’intéresse aux lois reliant la matière, l’espace et le temps, a pour but d’apporter des réponses à certaines questions qui, sous leur simplicité apparente, ont tenu les scientifiques en échec depuis 2400 ans : Comment le monde est-il fait ? Comment la matière « tient »-elle ? A quoi cela sert-il ?

Le chercheur a dans un premier temps décrit son quotidien et détaillé les différentes études possibles pour accéder à ce métier. Il a notamment insisté sur le fait que le passage par la classe préparatoire puis l’école d’ingénieur, susceptible d’en décourager plus d’un, n’est pas la seule solution pour y parvenir : les voies d’accès, comme l’université, sont en effet multiples. Il a souligné qu’une bonne curiosité et un esprit critique sont indispensables pour s’engager de la recherche. « Posez-vous des questions » a-t-il martelé.

Il a ensuite décrit l’évolution de la connaissance de la matière (cf. encadré ci-dessous) avant de traiter des interactions élémentaires : « L’interaction est la clé de la compréhension de la nature » a-t-il affirmé, ainsi tout élément de l’univers obéit, selon son échelle, à l’une de ces quatre forces : l’interaction gravitationnelle, l’interaction électromagnétique, les interactions nucléaires forte ou faible.

Pour animer son exposé, il a pu compter sur la participation des élèves qui n’hésitaient pas à poser leurs questions, et ce sur des sujets variés comme les trous noirs ou l’antimatière, élevant par ailleurs la difficulté du débat qui s’orientait vers des domaines assez pointus !

2 questions à Stefano PANEBIANCO :

Sur quoi travaillez-vous actuellement ?
« Mes centres d’intérêt sont à la fois l’infiniment grand, le cosmos, et l’infiniment petit, à savoir les particules élémentaires de la matière. Je m’intéresse particulièrement à l’interaction forte (qui maintient entre elles les « briques » de la matière, les quarks) qui pose encore de nombreux problèmes. Par exemple, pour construire une maison, on utilise des briques dont la somme des masses équivaut à celle de l’édifice. Pour ce qui est du proton, sa masse n’est pas égale à la somme de celles de ses « briques » : on a remarqué qu’une partie importante de cette masse vient de l’énergie qui les lie entre eux, on étudie ainsi la relation gluon-quark. »
Après la découverte du boson de Higgs, quel sera l’objet des recherches du CEA à l’avenir ?
« Nous recherchons de petites variations aux quantités physiques que l’on sait calculer via le modèle standard pour parvenir à découvrir d’autres dimensions : en effet, dans la ‘ théorie des cordes ’ (sorte de ‘théorie de tout’ qui a vocation à expliquer les quatre interactions, entre autres), l’univers présente non pas trois dimensions, mais onze ! Ce domaine de la recherche assure du travail pour les années à venir, qui seront couvertes de découvertes ! »

Encadré : Le modèle standard, qu’est-ce que c’est ?
Les évolutions techniques ont permis d’explorer l’infiniment petit avec toujours plus de précision. De l’atome imaginé par Démocrite en -400, le XIXème et surtout le XXème siècle ont permis la découverte de sa structure interne : électron, proton neutron. En 1969, la découverte des quarks par Gell-Mann a jeté les bases du modèle standard de la physique des particules qui organise et classe les particules fondamentales : celui-ci a pour but d’expliquer comment sont reliées ces particules élémentaires, au nombre de 12, et les 4 interactions fondamentales. C’est grâce à lui que l’existence du boson de Higgs a pu être prédite 48 ans avant sa découverte. Cependant, le modèle standard reste une théorie, loin d’être parfaite, puisqu’il n’inclut pas l’une des interactions, la gravitation.

Hugo THOMAS pour le petit Lycéon

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