ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules

  • Écrit par 
  • Michel CROZON, 
  • Jean-Louis LACLARE
  •  • 3 503 mots
  •  • 4 médias

Les modèles et théories qui synthétisent notre compréhension actuelle de la matière et de ses constituants élémentaires – molécules, atomes, particules – ont été confrontés à une multitude d'observations expérimentales. Pour réaliser ces expériences, c'est-à-dire observer l'infiniment petit, on utilise des sondes appropriées capables de pénétrer la matière et d'interagir avec sa structure ultime ; […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-accelerateurs-de-particules/#i_1387

A.G.L.A.E. (Accélérateur Grand Louvre d'analyse élémentaire)

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre MOHEN
  •  • 325 mots

A.G.L.A.E. (Accélérateur Grand Louvre d'analyse élémentaire), accélérateur électrostatique tandem de 2 millions de volts construit par National Electrostatics Corporation (États-Unis), a été installé en décembre 1987 au Laboratoire de recherche des Musées de France. L'accélération de certaines particules comme les protons et les deutons permet, en effet, d'exciter faiblement les électrons des atom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/accelerateur-grand-louvre-d-analyse-elementaire/#i_1387

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 912 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Antiatomes »  : […] En septembre 1995, une équipe de physiciens allemands et italiens utilisant un des accélérateurs du Cern, le complexe européen de physique des particules situé près de Genève, réalisèrent la fabrication de quelques antiatomes à partir des antiparticules du proton et de l'électron. Le dispositif expérimental tirait avantage de l'anneau d'accumulation d'antiprotons de basse énergie (le L.E.A.R., Lo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antimatiere/#i_1387

ART & SCIENCES

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre MOHEN
  •  • 6 154 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Les hautes technologies de la science et la reconnaissance du patrimoine »  : […] Les méthodes scientifiques d'examen et d'analyse des œuvres d'art, d'archéologie et d'ethnologie ont joué un rôle décisif dans la découverte des œuvres du passé et dans la création de la notion de patrimoine. Les laboratoires des musées sont créés au début du xx e  siècle pour mieux explorer les œuvres patrimoniales dans leur réalité physique et t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/art-et-sciences/#i_1387

CALIFORNIUM

  • Écrit par 
  • Marc LEFORT, 
  • Monique PAGÈS
  •  • 938 mots

Dans le chapitre « Les isotopes et leurs propriétés »  : […] Tous les isotopes se désintègrent par émission alpha et par capture électronique, à l'exception du 247 (par capture électronique seule), du 253 (par émission β - ) et du 254 (qui disparaît uniquement par fission spontanée). Les plus longues demi-vies sont, outre celle du 251 (800 ans), celle du 249 (360 ans), du 250 (13 ans), du 252 (2,65 ans) et du 248 (350 jours). Les is […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/californium/#i_1387

COMPTON EFFET

  • Écrit par 
  • Michel BAUBILLIER, 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 554 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Diffusion Compton et structure du proton »  : […] La diffusion élastique des photons par les nucléons (proton ou neutron), qui est un processus différent de l'effet Compton original, porte néanmoins le nom de diffusion Compton. L'intérêt de cette réaction vient du fait qu'on comprend bien la propagation des photons et leur interaction avec des particules élémentaires électriquement chargées. Cette connaissance est exprimée par l'adéquation des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-compton/#i_1387

E.S.R.F. (European Synchrotron Radiation Facility)

  • Écrit par 
  • Jean-Louis LACLARE
  •  • 2 508 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Histoire des sources de rayons X »  : […] C'est William David Coolidge qui a découvert le premier tube à rayons X. On a depuis lors beaucoup développé ce type de sources qui constituent, de nos jours encore, des outils puissants de laboratoire pour la recherche fondamentale, l'industrie et la médecine. À l'époque, on avait déjà compris les mécanismes du rayonnement synchrotron comme l'une des conséquences des équations de Maxwell. En fait […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/european-synchrotron-radiation-facility/#i_1387

EUROPEAN XFEL (laser européen à électrons libres et à rayons X)

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 1 424 mots
  •  • 4 médias

Le laser européen à électrons libres et à rayons X de quatrième génération, construit à Hambourg en Allemagne, a été inauguré le 1 er  septembre 2017 après une mise en service préliminaire en mai 2017. Cet accélérateur linéaire est à ce jour la source de rayons X monochromatiques la plus intense du monde, capable de produire environ deux cents fois plus de flashes de ray […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/european-xfel/#i_1387

KENDALL HENRY (1926-1999)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 907 mots

Physicien américain né le 9 décembre 1926 à Boston (États-Unis) et décédé accidentellement le 15 février 1999, alors qu'il s'adonnait à la photographie en plongée dans un lac du parc naturel de Wakulla Springs en Floride. Prix Nobel de physique en 1990 pour la découverte expérimentale des quarks, Henry Kendall était un ardent défenseur de l'environnement et un des principaux artisans de la mobili […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/henry-kendall/#i_1387

LASERS À ÉLECTRONS LIBRES

  • Écrit par 
  • Jean-Michel ORTEGA
  •  • 2 214 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Conditions d'obtention du rayonnement laser  »  : […] Si le processus d'amplification a tendance à se produire spontanément, il est nécessaire de préparer le faisceau d'électrons, l'onduleur et la cavité optique avec un soin particulier si l'on veut obtenir une émission laser. En pratique, il faut, le plus souvent, construire un accélérateur spécialement conçu à cet effet, dont le coût augmente avec l'énergie des photons que l'on souhaite produire. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lasers-a-electrons-libres/#i_1387

LAWRENCE ERNEST ORLANDO (1901-1958)

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre LÉVIS
  •  • 364 mots
  •  • 1 média

Physicien américain né le 8 août 1901 à Canton (Dakota du Sud) et mort à Palo Alto (Californie) le 27 août 1958. Après des études effectuées dans les universités du Dakota du Sud, du Minnesota et de Chicago, Ernest O. Lawrence soutient, en 1925, sa thèse de doctorat à Yale, où il devient professeur en 1927. Il sera également professeur à l'université de Californie en 1930. Lawrence effectua de nom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ernest-orlando-lawrence/#i_1387

L.H.C. (Large Hadron Collider)

  • Écrit par 
  • Lydia ROOS
  •  • 2 383 mots
  •  • 3 médias

Le LHC (Large Hadron Collider) ou grand collisionneur de hadrons est l’accélérateur de particules le plus puissant au monde. Il est situé dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres de circonférence à une centaine de mètres sous terre, près de Genève, à la frontière franco-suisse. Il a pour fonction d’accélérer essentiellement des protons (éléments de la famille des hadrons, qui constituent avec l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/#i_1387

NUCLÉAIRE - Applications civiles

  • Écrit par 
  • Pierre BACHER
  •  • 6 686 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Technologies innovantes ou revisitées »  : […] De nombreux concepts de réacteurs ont été envisagés au début de l'énergie nucléaire, dans les années 1950, à l'époque des pionniers. Certains d'entre eux ont été poussés assez loin, jusqu'à la réalisation de réacteurs expérimentaux de quelques dizaines de MW thermiques et, parfois, de quelques MW d'électricité. Seuls ont survécu les concepts décrits dans les paragraphes précédents, tous les autres […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-applications-civiles/#i_1387

NUCLÉAIRE - Déchets

  • Écrit par 
  • Pierre BEREST, 
  • Jean-Paul SCHAPIRA
  •  • 10 946 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Les composantes d'un système sous-critique assisté par accélérateur »  : […] Le fonctionnement d'un réacteur classique est fondé sur les réactions de fission en chaîne maintenues à la criticité, c'est-à-dire avec un coefficient de multiplication des neutrons k égal à 1. Une configuration sous-critique k […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-dechets/#i_1387

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds

  • Écrit par 
  • Marc LEFORT, 
  • Bernard PIRE
  •  • 7 204 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre «  Les collisions entre noyaux »  : […] Que veut-on faire avec ces faisceaux de projectiles pouvant atteindre une vitesse proche de celle de la lumière ? Bombarder des cibles, c'est-à-dire des noyaux au repos. En vérité, les projectiles sont la plupart du temps ralentis par les nuages électroniques des atomes. Cependant, de temps en temps, c'est-à-dire une fois ou moins sur un million, le projectile rencontre un noyau atomique de la ci […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-faisceaux-d-ions-lourds/#i_1387

OPTIQUE - Optique électronique

  • Écrit par 
  • Albert SEPTIER
  •  • 4 858 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Lentilles quadrupolaires »  : […] Le développement des accélérateurs de particules de haute énergie a été suivi, dès 1952, de celui de nouvelles lentilles où la composante principale du champ (électrique ou magnétique) n'est plus longitudinale, mais transversale, ce qui accroît considérablement la force agissant sur les particules. Pour que cette force soit proportionnelle à la distance à l'axe, il faut utiliser des lentilles aya […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-optique-electronique/#i_1387

PALAIS DE LA DÉCOUVERTE

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre MAURY, 
  • Denis SAVOIE
  •  • 1 325 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Les différentes expositions : des lieux d’expériences »  : […] L'activité essentielle du Palais de la découverte consiste en des expositions permanentes regroupées dans le cadre des grandes disciplines scientifiques  : astronomie, sciences de la vie, physique, mathématiques, chimie, géosciences, informatique et sciences du numérique. Des médiateurs scientifiques réalisent chaque jour, à l'intention aussi bien de nombreux groupes scolaires que des visiteurs in […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/palais-de-la-decouverte/#i_1387

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 162 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Les moyens de recherche »  : […] Il s'agit d'accélérer les particules élémentaires (électrons, protons) à des énergies de plus en plus élevées. Les développements technologiques permettent de construire des accélérateurs de plus en plus puissants dans des limites budgétaires acceptables. On est ainsi passé ainsi de 100 MeV (1950) à plusieurs dizaines de gigaélectronvolts (1975) et à la dizaine de téraélectronvolts en 2007. Cela d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_1387

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 242 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « La découverte du quark top »  : […] La construction du Tevatron du Fermilab (Fermi National Laboratory), près de Chicago, a permis d'atteindre des énergies record de plusieurs billions d'électronvolts (des téraélectronvolts, ou TeV, d'où le nom de l'accélérateur) dans des collisions de protons et d'antiprotons. La violente collision des quarks, des antiquarks et des gluons constituant ces particules libère des énergies fantastiques […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_1387

PHYSIQUE - Physique et informatique

  • Écrit par 
  • Claude ROIESNEL
  •  • 6 728 mots

Dans le chapitre « Physique subatomique »  : […] La branche de la physique qui consomme la plus grande puissance de calcul est probablement la simulation de la chromodynamique quantique. Cette théorie est censée décrire comment les quarks et les gluons se lient pour former les particules qui interagissent fortement et qu'on observe dans les accélérateurs. Pour modéliser la chromodynamique quantique sur ordinateur, il faut d'abord discrétiser l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-physique-et-informatique/#i_1387

PROTONTHÉRAPIE

  • Écrit par 
  • Sabine DELACROIX, 
  • Jean-Louis HABRAND
  •  • 838 mots

C'est en 1904 que l'Anglais William H. Bragg décrit l'absorption originale dans la matière des rayonnements alpha (particules d'hélium), émis par le radium. En 1946, le physicien américain Robert R. Wilson signale que cette propriété, partagée par des rayonnements d'hydrogène ionisé positivement (protons), pourrait être exploitée dans le traitement radiothérapique des tumeurs. Suivant les premièr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/protontherapie/#i_1387

RUBBIA CARLO (1934- )

  • Écrit par 
  • Robert KLAPISCH
  •  • 1 141 mots

Carlo Rubbia est né en 1934 à Gorizia, petite ville de l'Italie du Nord située non loin de la frontière slovène. Après sa thèse sur les rayons cosmiques sous la direction de Marcello Conversi, il obtient en 1958 une bourse pour poursuivre ses recherches à l'université Columbia à New York. Doté d'un synchrocyclotron, le laboratoire Nevis était à cette époque l'un des centres les plus avancés dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carlo-rubbia/#i_1387

TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

  • Écrit par 
  • Séverine BLÉNEAU-SERDEL
  •  • 1 953 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Un tableau désormais complet… jusqu’à preuve du contraire »  : […] Depuis 1937, avec la découverte du technétium (qui n’est pas considéré comme une substance naturelle même si on en a trouvé des traces en 1962 dans des échantillons de pechblende), ce sont des éléments artificiels (n’existant pas à l’état naturel sur Terre) qui font régulièrement leur entrée dans le tableau périodique des éléments. Les physiciens les obtiennent en provoquant des collisions de part […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tableau-periodique-des-elements/#i_1387

THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE

  • Écrit par 
  • Robert DAUTRAY, 
  • Pascal GARIN, 
  • Michel GRÉGOIRE, 
  • Guy LAVAL, 
  • Jean-Paul WATTEAU, 
  • Joseph WEISSE
  •  • 19 239 mots
  •  • 33 médias

Dans le chapitre « Autres approches : faisceaux de particules et hautes puissances pulsées »  : […] Un des points clés de la réalisation d'un réacteur est donc de disposer d'une source d'énergie dirigée répétitive d'un rendement suffisant. Le laser ayant au début des travaux un rendement de quelques pour-mille et une cadence de tir de l'ordre de l'heure imposée par le refroidissement des amplificateurs, une autre approche de la fusion par confinement inertiel s'est développée. Elle consiste à s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-thermonucleaire/#i_1387

VAN DER MEER SIMON (1925-2011)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 435 mots

Né le 24 novembre 1925 à La Haye (Pays-Bas), Simon Van der Meer est le fils d'un instituteur originaire de la Frise. Les universités néerlandaises ayant été fermées par les occupants nazis en 1943, Van der Meer ajouta à son cursus lycéen scientifique deux années de services en électronique dans sa ville de La Haye avant de suivre, à partir de 1945, les cours de physique appliquée de l'université d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/simon-van-der-meer/#i_1387

WALTON ERNEST THOMAS SINTON (1903-1995)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 682 mots
  •  • 3 médias

Fils d'un pasteur méthodiste irlandais, Ernest Thomas Sinton Walton, né à Dungarvan (comté de Waterford) le 6 octobre 1903, est décédé le 25 juin 1995 à Belfast. Après des études au Trinity College de Dublin, il avait effectué son travail de thèse sous la direction d'Ernest Rutherford, le célèbre découvreur du noyau atomique, qui dirigeait alors le laboratoire Cavendish de l'université de Cambridg […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ernest-thomas-sinton-walton/#i_1387

WILSON ROBERT RATHBUN (1914-2000)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 748 mots

La mémoire du physicien américain Robert Rathbun Wilson, décédé le 16 janvier 2000 à Ithaca (État de New York), restera attachée au grand accélérateur de protons connu sous le nom de Fermilab, dont il fut le constructeur et le directeur. Né le 4 mars 1914 dans la ville de Frontier au Wyoming, Wilson suivit les cours de l'école Todd à Woodstock (Illinois), où étudia aussi Orson Welles. Après avoir […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/robert-rathbun-wilson/#i_1387


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Accélérateur de particules

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L'accélérateur LEP (Large Electron Positron Collider) du Cern, à Genève 

Crédits : CERN

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Évolution depuis 1930 des accélérateurs de particules

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Évolution des accélérateurs depuis 1930 (schéma de Livingston) Des premières machines électrostatiques, petits appareils de laboratoire apparus en 1930 au LHC (Large Hadron Collider), machine de 27 km de circonférence, une série d'inventions techniques a permis d'atteindre des énergies... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'accélérateur de protons de Cockcroft et Walton

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L'accélérateur de protons par hautes tensions mis au point, en 1932, par les Britanniques John Douglas Cockcroft (1897-1967) et Ernest Walton (1903-1995) Pour leurs travaux, ils reçurent conjointement le prix Nobel de physique en 1951 

Crédits : Hulton Getty

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Le cyclotron

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Le physicien américain Ernest Orlando Lawrence (1901-1958), inventeur du cyclotron, un accélérateur circulaire permettant d'effectuer des réactions nucléaires, ici en 1945 

Crédits : Hulton Getty

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Physique des particules

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Distinguer les constituants de la matière n'est pas facile Pour étudier ces particules dites élémentaires, on a besoin d'accélérateurs et d'ensembles de détection souvent gigantesques, comme ceux qui sont développés au Cern En effet, les microscopes les plus puissants ne permettent pas... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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S.L.A.C.

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L'accélérateur linéaire SLAC (Stanford Linear Accelerator Center), en Californie, a permis pour la première fois, en 1967-1968, de démontrer la présence d'entités élémentaires à l'intérieur même des protons: les quarks Le SLAC est le plus long des accélérateurs linéaires au monde:... 

Crédits : Stanford Linear Accelerator Center

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Spiral au G.A.N.I.L.

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Schéma de l'ensemble Spiral et Spiral 2, au GANIL (Caen) (Source : GANIL ; schéma de l'agence APRIM) 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Site du Cern

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Cette vue aérienne montre l'emplacement du Cern, à cheval sur la frontière franco-suisse (la ligne pointillée souligne la frontière) L'accélérateur souterrain est souligné par le cercle blanc avec les différents détecteurs que positionnent les points blancs 

Crédits : CERN

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Accélérateur de particules
Crédits : CERN

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Évolution depuis 1930 des accélérateurs de particules
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'accélérateur de protons de Cockcroft et Walton
Crédits : Hulton Getty

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Le cyclotron
Crédits : Hulton Getty

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Physique des particules
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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S.L.A.C.
Crédits : Stanford Linear Accelerator Center

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Spiral au G.A.N.I.L.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Site du Cern
Crédits : CERN

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