DÉTECTEURS DE PARTICULES

29 articles
20 médias
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particulesÉcrit par 
Pierre BAREYRE, 
Jean-Pierre BATON, 
Georges CHARPAK, 
Monique NEVEU, 
Bernard PIRE
 • 10 941 mots
 • 14 médias
L'histoire de la physique subatomique est intimement liée à l'évolution des détecteurs de particules. Ces appareils furent souvent inventés pour répondre à des exigences précises de la physique. Ils furent aussi, parfois, le fruit des retombées du progrès de la technologie. Les deux classes de phénomènes qu'ils permettent d'étudier sont les interactions des particules entre elles et leurs désintég […]
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ANTARES, télescope sous-marin à neutrinosÉcrit par 
Bernard PIRE
 • 307 mots
 Antares,  premier télescope sous-marin à neutrinos, est installé au large de La Seyne-sur-Mer (Var). Depuis juin 2008, les 12 lignes de détection d'Antares scrutent par 2 500 mètres de fond le passage de neutrinos d'origine cosmique. Couvrant une surface de 10 hectares, ce détecteur est un ensemble de mille photomultiplicateurs répartis sur 12 lignes verticales hautes de 350 mètres et espacées d'e […]
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ASTROPARTICULESÉcrit par 
Pierre BAREYRE
 • 2 132 mots
 • 1 média

					    Dans le chapitre « Les rayons cosmiques de très haute énergie »
					 : […]
			         Les rayons cosmiques font l'objet de mesures intensives depuis le milieu du xx e  siècle et l'on sait que leur spectre en énergie diminue suivant une loi de puissance décroissante pour atteindre un flux de une particule par kilomètre carré et par siècle à l'énergie de 10 20  électronvolts. Des détecteurs au sol de grande surface observent les cascades de particules – appelées grandes gerbes – qui […]
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CHARPAK GEORGES (1924-2010)Écrit par 
Pierre DARRIULAT
 • 1 040 mots
 • 2 médias
 Physicien français, né le 1 er  août 1924 à Dabrovica (Pologne), Georges Charpak fut lauréat du prix Nobel de physique 1992 pour ses travaux sur les détecteurs de particules élémentaires, notamment de la chambre proportionnelle multifils . La famille Charpak émigre à Paris en 1932. Ingénieur de l'École des mines de Paris en 1948, Georges Charpak est engagé au CNRS et entre au laboratoire de chimie […]
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DAVIS RAYMOND Jr. (1914-2006)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 396 mots
 Physicien américain des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 pour ses travaux pionniers dans la détection des neutrinos d'origine solaire. Né le 14 octobre 1914 à Washington (États-Unis), Raymond Davis Jr. a fait ses études supérieures à l'université du Maryland avant d'obtenir sa thèse en chimie physique à l'université Yale à New Haven (Connecticut) en 1942. Après quatre années de […]
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DIAGRAPHIES, géophysiqueÉcrit par 
Oberto SERRA
 • 6 080 mots
 • 7 médias

					    Dans le chapitre « Indice hydrogène-neutron »
					 : […]
			         La  formation est bombardée en continu avec  des neutrons d'énergie incidente de l'ordre de 4 à 6 mégaélectronvolts émis par des sources spéciales à l'américium-béryllium ou au plutonium-béryllium ; l'américium ou le plutonium engendrent des particules α qui, par combinaison avec le béryllium, produisent du carbone 12 6 C et des neutrons. Ces neutrons, doués à l'origine d'une grande vitesse, entre […]
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GEIGER HANS WILHELM (1882-1945)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 393 mots
 Physicien allemand qui a laissé son nom au compteur de particules utilisé couramment pour la détection de la radioactivité. Après des études à Munich et à Erlangen, Hans Wilhelm Geiger, né le 30 septembre 1882 à Neustadt (Allemagne), soutient sa thèse de doctorat en 1906 sur l'étude des décharges électriques dans les gaz. En 1907, il rejoint l'université de Manchester (Grande-Bretagne), où il coll […]
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GLASER DONALD ARTHUR (1926-2013)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 369 mots
 Né le 21 septembre 1926 à Cleveland (Ohio), Donald Arthur Glaser fit ses études au California Institute of Technology de Pasadena, où il soutint en 1949 sa thèse sur l'étude expérimentale des rayons cosmiques. Chercheur et enseignant à l'université du Michigan de 1949 à 1959, il y mit au point un nouvel outil de détection des particules – la chambre à bulles –, ce qui lui valut de recevoir le pri […]
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GREGORY BERNARD (1919-1977)Écrit par 
Maurice JACOB
 • 1 662 mots
 Bernard Gregory a particulièrement marqué de son influence le Conseil européen de la recherche nucléaire, le C.E.R.N. ; il en fut directeur général de 1966 à 1971. Directeur général du Centre national de la recherche scientifique (C.N.R.S.) de 1973 à 1976, puis délégué général à la Recherche scientifique et technique, il a eu une grande influence sur l'ensemble de la vie scientifique française. La […]
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HIGGS BOSON DEÉcrit par 
Bernard PIRE
 • 2 571 mots
 • 3 médias

					    Dans le chapitre « Le L.H.C. et ses détecteurs »
					 : […]
			         Le  L.H.C. (Large Hadron Collider, grand collisionneur hadronique) est un collisionneur de protons qui utilise la chaîne de pré-accélération de faisceaux et le tunnel du précédent collisionneur (L.E.P.) du Cern. L'énergie maximale prévue est de 7 téra-électronvolts (10 12  eV) par faisceau avec une luminosité de dix à cent fois supérieure à celle du Tevatron, le collisionneur américain en opératio […]
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HOFSTADTER ROBERT (1915-1990)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 353 mots
 Né le 5 février 1915 à New York (États-Unis), Robert Hofstadter fit ses études à New York et à Princeton, où en 1938 il soutint sa thèse sur le spectre infrarouge des molécules organiques simples et l'élucidation de la structure de la liaison hydrogène dans ces molécules. Assistant-professeur à l'université de Princeton, il participa au développement des compteurs à scintillation, en particulier c […]
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KOSHIBA MASATOSHI (1926- )Écrit par 
Bernard PIRE
 • 375 mots
 Physicien des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 (co-lauréat avec Riccardo Giacconi et Raymond Davis) pour sa contribution essentielle à la compréhension des neutrinos d'origine cosmique. Né le 19 septembre 1926 à Toyohashi, près de Nagoya, au Japon, Masatoshi Koshiba commence ses études supérieures à l'université de Tōkyō et les poursuit de 1951 à 1955 à l'université de Rochest […]
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LEPRINCE-RINGUET LOUIS (1901-2000)Écrit par 
Henri VIDEAU
 • 1 062 mots
 Physicien français ayant consacré sa vie à la physique nucléaire. Après des études à l'École polytechnique, Louis Leprince-Ringuet – né en 1901 à Alès – entre à l'école des télécommunications, puis intègre en 1925 les P.T.T. où il s'occupe de câbles sous-marins. En 1929, il commence une carrière scientifique, travaillant avec Maurice de Broglie sur les rayons X. Mais, très vite, il s'intéresse au  […]
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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 […]
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NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - IsotopesÉcrit par 
René BIMBOT, 
René LÉTOLLE
 • 5 429 mots
 • 1 média

					    Dans le chapitre « Production et détection des isotopes artificiels »
					 : […]
			         Par opposition avec les isotopes « naturels » qu'on peut trouver sur la Terre,  on appelle « artificiels » les isotopes radioactifs (radio-isotopes) que l'on ne peut obtenir que par réactions nucléaires. Remarquons que ces isotopes peuvent également exister dans la nature, au sein des étoiles, comme les observations spectrales l'ont établi pour l'élément technétium, et que leur période de désinté […]
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NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourdsÉcrit par 
Marc LEFORT, 
Bernard PIRE
 • 7 204 mots
 • 5 médias

					    Dans le chapitre « La fusion incomplète des noyaux, un modèle d'étude de la matière nucléaire condensée »
					 : […]
			         Si l'on progresse dans le degré de violence de la collision, des bouleversements importants sont observés. Il se produit un véritable courant d'échange de nucléons qui modifie profondément les deux partenaires  (fig. 1 ). En apparence, tout se passe comme si les deux noyaux « collaient » l'un à l'autre pour un temps. L'ensemble encore très déformé tourne avec une vitesse d'autant plus grande que l […]
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères générauxÉcrit par 
Maurice JACOB, 
Bernard PIRE
 • 8 162 mots
 • 12 médias

					    Dans le chapitre « Les détecteurs »
					 : […]
			         Les détecteurs UA 1  et UA 2  ont permis de découvrir le W et le Z en 1983. Le principe de base d'un détecteur de particules n'a que peu évolué avec le temps. Il s'agit de visualiser le passage d'une particule par un phénomène macroscopique amplifié qui a sa source dans l'ionisation (formation d'ions chargés) du milieu traversé par une particule chargée. Les particules neutres sont détectées par l […]
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - FermionsÉcrit par 
Jean-Eudes AUGUSTIN, 
Michel PATY, 
Bernard PIRE
 • 18 842 mots
 • 13 médias

					    Dans le chapitre « Détection des neutrinos stellaires et cosmiques »
					 : […]
			         La très grande transparence de la matière aux neutrinos, résultant de leur extrême pouvoir de pénétration, en ferait, si on savait les détecter de manière significative, des sondes particulièrement intéressantes des processus solaires ou cosmiques relatifs à des régions généralement opaques aux rayonnements lumineux, X ou γ.  En effet, la plupart de ces processus s'accompagnent d'une émission cons […]
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PHYSIQUE - Physique et informatiqueÉcrit 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' […]
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PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015Écrit par 
Bernard PIRE
 • 1 080 mots
 • 2 médias
 Le physicien japonais Takaaki Kajita (né en 1959)  et le physicien canadien Arthur B. McDonald (né en 1943) se partagent le prix Nobel de physique 2015  pour leurs contributions essentielles à la compréhension des propriétés des neutrinos, par deux expériences qui ont établi le phénomène appelé « oscillation des neutrinos ». Les neutrinos sont les plus discrètes des particules élémentaires car le […]
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RADIOACTIVITÉ EXOTIQUE ou RADIOACTIVITÉ PAR IONS LOURDSÉcrit par 
Gérard ARDISSON
 • 2 348 mots
 • 4 médias

					    Dans le chapitre « Les différentes étapes de la découverte de l'émission d'agrégats »
					 : […]
			         L'expérience qui a permis à Rose et Jones de découvrir ce nouveau mode de désintégration par émission de carbone 14 n'a fait appel à aucune instrumentation lourde. Ces chercheurs ont décidé de mesurer avec un compteur, dit compteur télescope, les particules de haute énergie qui pourraient accompagner la désintégration de l'actinium 227, produit de filiation de l'uranium 235 naturel. Dans ce compt […]
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RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons X cosmiquesÉcrit par 
Monique ARNAUD, 
Robert ROCCHIA, 
Robert ROTHENFLUG
 • 6 545 mots
 • 10 médias

					    Dans le chapitre «  Évolution des techniques de détection »
					 : […]
			         Les premières observations astronomiques dans le domaine des rayons X ont été réalisées avec des télescopes extrêmement sommaires. Ces instruments comprenaient un détecteur de photons, du type compteur proportionnel, permettant de mesurer l'énergie de chaque photon détecté avec une précision relative de l'ordre de 20 à 40 p. 100. L'effet directionnel indispensable à toute étude astronomique était […]
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RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons gamma cosmiquesÉcrit par 
François LEBRUN, 
Robert MOCHKOVITCH, 
Jacques PAUL
 • 8 031 mots
 • 3 médias

					    Dans le chapitre « Les techniques d'observation des rayons gamma cosmiques »
					 : […]
			         La détection des rayons gamma cosmiques passe par leur interaction avec les atomes du milieu détecteur. Un photon gamma de très basse énergie (moins de 0,2 MeV) y est le plus souvent absorbé ( effet photoélectrique ), avec émission d'un électron emportant l'essentiel de son énergie. Un photon un peu plus énergétique (de 0,2 à 5 MeV) est plutôt diffusé, avec changement d'énergie ( effet Compton ) e […]
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RAYONS XÉcrit par 
André GUINIER
 • 5 996 mots
 • 12 médias

					    Dans le chapitre « La spectrographie X »
					 : […]
			         L'application fondamentale des spectres caractéristiques des différents atomes est la détermination des niveaux d'énergie des électrons. Dans ce cas aussi, il existe des applications plus pratiques qui sont actuellement fort répandues. L'intérêt de la spectrographie X tient à ce que les différents atomes de l'émetteur sont caractérisés séparément les uns des autres. Le spectre observé est, avec un […]
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REINES FREDERICK (1918-1998)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 384 mots
 Né à Paterson (New Jersey) le 16 mars 1918, Frederick Reines est le fils d'émigrés russes. Après des études à l'institut de technologie Steven, puis à l'université de New York où il soutint sa thèse en physique nucléaire théorique en 1944, il rejoignit le groupe théorique du projet Manhattan à Los Alamos. Il resta quinze ans dans ce laboratoire et y étudia de nombreux effets des explosions nucléai […]
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SEMI-CONDUCTEURSÉcrit par 
Julien BOK
 • 4 772 mots
 • 7 médias

					    Dans le chapitre « Autres applications »
					 : […]
			         Parmi les autres applications importantes des semi-conducteurs, et sans prétendre être exhaustif, citons les détecteurs de particules nucléaires et les générateurs d'hyperfréquences. […]
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SPECTROMÉTRIE DE MASSEÉcrit par 
Michel de SAINT SIMON
 • 7 086 mots
 • 6 médias

					    Dans le chapitre « Détecteurs »
					 : […]
			         La détection des ions est fondée sur la multiplication d'électrons secondaires. Lorsque les ions énergétiques rencontrent un solide, il y a émission de plusieurs électrons de faible énergie cinétique (conversion ion-électrons). Ceux-ci, à leur tour, une fois accélérés par un champ électrique, produisent des électrons secondaires par choc sur une électrode appelée dynode. Cet effet multiplicatif e […]
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TCHERENKOV EFFETÉcrit par 
Paul BAILLON, 
Robert MEUNIER
 • 2 794 mots
 • 3 médias

					    Dans le chapitre « Détecteurs Tcherenkov »
					 : […]
			         Pour une particule chargée de haute énergie, la mesure de la vitesse relative β , associée à une mesure de sa rigidité magnétique ou impulsion p , fournit pratiquement le seul moyen de connaître la masse de la particule et de l'identifier. La masse au repos M se déduit en effet de la relation : Ces mesures exigent la détermination de β  avec une erreur relative de l'ordre de 10 −2  à 10 −6 . Actue […]
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WILSON CHARLES THOMSON REES (1869-1959)Écrit par 
Bernard PIRE
 • 325 mots
 Né le 14 février 1869 à Glencorse, près d'Édimbourg (Écosse), dans une famille de fermiers, Charles Thomson Rees Wilson devint orphelin à l'âge de quatre ans. Il fit ses études à Manchester grâce à la générosité d'un demi-frère qui avait fait fortune à Calcutta. Il se destinait à la médecine. Cependant, admis en 1888 à l'université de Cambridge, il opta pour les sciences physiques. Dès 1895, Wilso […]
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Coupe du détecteur Atlas
photographie
Ce détecteur (44 mètres de longueur, 22 mètres de diamètre pour un poids de 7 000 tonnes) est l'un des deux appareils en construction au Cern qui devraient permettre de mettre expérimentalement en évidence le boson de Higgs Les petites silhouettes donnent une idée de la taille gigantesque de...
Crédits : CERN
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