Venez profiter d'une journée entièrement consacrée à la physique des particules, les interactions fondamentales et la cosmologie. Découvrez les forces au cœur de la matière et pourquoi l'étude des plus petites composantes de celle-ci nous permet de comprendre les plus larges structures de l'univers. La matinée sera dédiée à trois présentations introductives tandis que l'après-midi sera partagé entre divers ateliers où les concepts abordés plus tôt trouveront une illustration pratique. Des visites du cyclotron et du centre de calcul sont également programmées. Il est impératif d'assister aux présentations de la matinée pour participer aux ateliers de l'après-midi.

Matinée

- 9h15 : Accueil des participants

- 9h30 - 10h00 : Les particules et interactions fondamentales

L'objectif de la physique des particules est de comprendre quelles sont les briques fondamentales qui composent la matière et comment elles sont liées les unes aux autres. Particules et interactions fondamentales doivent permettre de décrire de manière précise tous les phénomènes observables dans l'Univers des échelles les plus petites, lors de collisions entre particules comme au LHC, aux échelles les plus grandes, c'est à dire celles de l'Univers dans sa globalité. Cette présentation introduira la théorie moderne de la physique des particules, le Modèle Standard et son célèbre boson de Higgs. La présentation se terminera par une plongée dans les grands thèmes de recherche actuels : les problèmes non résolus par le Modèle Standard.

- 10h00 - 10h30 : Les outils de l'expérimentateur en physique des particules - accélérateurs et détecteurs

En fonctionnement depuis mars 2010, le LHC ('Large Hadron Collider' en anglais) est, avec ses 27 km de circonférence, le plus grand et le plus puissant des accélérateurs de particules au monde. Des détecteurs géants observent les collisions qu'il produit entre protons et les données qui en résultent sont soigneusement analysées afin de répondre aux questions fondamentales de la physique. Cette présentation explorera le fonctionnement des accélérateurs ainsi que les techniques de détection et d'identification des particules. Ceci sera illustré par des exemples de collisions réellement observées dans le détecteur CMS ('Compact Muon Solenoid' en anglais) sur lequel travaillent les physiciens belges.

- 11h00 - 11h30 : La cosmologie

Pour décrire le monde qui nous entoure les physiciens se basent d'abord sur l'observation et ensuite sur des théories mathématiques consistantes et capables de les reproduire. La cosmologie consiste en l'étude (expérimentale et théorique) de l'Univers dans son ensemble. Lors de cette présentation seront exposés d'une part les observations principales qui ont permis d'établir le Modèle Standard de la cosmologie, la théorie du Big Bang, et d'autre part les problèmes réels auxquels les physiciens n'ont pas encore pu apporter de réponses entièrement satisfaisantes : Qu'est-ce que l'énergie sombre ? La matière sombre ? Quels sont les détails de l'évolution de l'Univers ? A-t-il par exemple subi une période dite d'inflation ?

- 11h30 - 12h00 : Les ondes gravitationnelles

Les ondes gravitationnelles sont une conséquence de la relativité générale formulée au début du siècle passé par A. Einstein. Elles ont été finalement observées en 2015 pour la première fois. Pourquoi existe-t-il des ondes gravitationnelles et d'où viennent-elles? Comment peut-on détecter leur présence? Quels événements sont à l’origine des ondes gravitationnelles observées jusqu’à aujourd'hui.

Repas

12h30 - 13h45 : Sandwichs à la cafétéria du Cyclotron. Discussions informelles avec les professeurs et doctorants.

Après-midi

13h00 - 17h30 : Ateliers et visites

- Dans la peau d'un expérimentateur en physique des particules :

Venez vous essayer à l'analyse des données récoltées au LHC. Découvrez par vous-même comment les particules sont identifiées dans les détecteurs et comment leurs propriétés sont mesurées !

- Visite du cyclotron :

Les deux cyclotrons du CRC (Centre de Ressources du Cyclotron) produisent des faisceaux de neutrons ou d'ions radioactifs parmi les plus intenses et les plus purs du monde. Ces derniers ont de multiples applications en physique nucléaire, astrophysique, chimie, biologie, médecine, ...

- Visite du centre de calcul :

Le CISM offre aux chercheurs de l'UCL l'accès à une infrastructure de calcul de puissance ainsi que de stockage de masse indispensable aujourd'hui pour mener à bien certaines tâches de recherche.

- La chambre à étincelles :

Grâce à ce détecteur de particules compact, vous appréhenderez la nature des radiations cosmiques qui nous traversent à chaque instant et pourrez en observer une partie de vos propres yeux !

- Le planétarium :

Venez pousser les portes d’accès de l'Univers et découvrir quels sont les objets (planètes, étoiles, galaxies, ...) que vous pouvez apercevoir la nuit.