Attention: cette liste reprend les projets présentés en 2023 et sera probablement modifiée en partie pour l'édition 2024
Climat : modéliser la glace de mer
Type: sur ordinateur
Comprendre le climat est certainement l'un des défis scientifiques le plus cruciaux de notre époque ! Depuis des décénnies, les scientifiques imaginent des modèles afin de mieux décrire le climat. Dans ce projet, vous vous concentrerez sur la glace de mer qui recouvre 12% des océans du monde et nous construirons ensemble un modèle scientifique réaliste que nous comparerons aux observations. Nous utiliserons ensuite ce modèle pour faire des prévisions sur le comportement de la glace.
Recherche d'ondes gravitationnelles
Type: sur ordinateur
Ce sont parmi les événements les plus cataclysmiques de l'Univers : deux trous noirs, qui, sous l'effet de la gravité, s'attirent et finissent par fusionner. Ces phénomènes, relativement rares, sont si violents qu'ils créent des vibrations dans la trame même de l'espace-temps, produisant des ondes dites "gravitationnelles". Ces ondes peuvent aussi être produites lors de la fusion d'étoiles à neutrons, des objets si denses qu'une cuillère à café de sa matière pèse des centaines de millions de tonnes !
Depuis 2015, les scientifiques sont capables de détecter de telles ondes; des observations qui se sont révélées cruciales pour mieux connaître l'Univers durant ses premiers instants, les objets et grandes structures qui le composent ainsi que de tester la fameuse théorie de la Gravité d'Einstein qui les avait prédites !
Dans ce projet, tu en apprendras plus sur la nature de ces mystérieuses ondes gravitationnelles, comment on les détecte et les méthodes d'analyses pour les étudier. L'objectif sera ensuite d'appliquer ces méthodes pour reproduire la première détection des ondes gravitationnelles et de tenter de trouver de nouveaux signaux dans les données.
Un voyage dans l'inconnu : à la recherche de sources de neutrinos avec IceCube
Type: sur ordinateur
Dans ce projet, vous rechercherez l'une des particules les plus insaisissables que nous connaissions : le neutrino. Pour observer cette particule “fantôme”, un détecteur spécifique, appelé IceCube, a été construit au pôle Sud. Ce détecteur consiste en un kilomètre cube de glace équipé de détecteurs de lumière qui permettent de voir lorsqu'un neutrino s’arrête dans la glace. Ainsi, il est possible de voir les neutrinos créés dans notre propre atmosphère, mais aussi provenant de l'espace ! Cependant, nous ne savons toujours pas exactement ce qui crée tous ces neutrinos spatiaux, ou "neutrinos astrophysiques" comme nous les appelons, bien que nous ayons quelques idées et que certaines sources aient maintenant été identifiées ! Vous apprendrez comment ces neutrinos sont détectés, par quelle méthode nous savons de quelle direction ils viennent, et vous utiliserez les données collectées par IceCube au cours des 13 dernières années pour essayer d’identifier une ou plusieurs sources de ces neutrinos astrophysiques.
Comment échapper à un trou noir ?
Type: sur ordinateur
Note: Ce projet sera animé en Anglais (Un tuteur francophone sera toujours disponible pour vous aider.)
Tu as sûrement déjà entendu parler d’un trou noir ? Un objet de l’Univers tellement massif qu’il attire vers lui tout ce qui l’entoure. Sous l’effet de cette gravité extrême à proximité du trou noir, la lumière elle-même ne peut s’en échapper. On pourrait croire que ces objets sont dignes de la science-fiction, mais récemment les physicien.ne.s sont parvenu.e.s à obtenir des images directes de trous noirs, notamment de celui qui se loge au centre de notre galaxie !
L’idée de ce projet est de mieux comprendre la physique des trous noirs, et la façon dont ils attirent les objets qui les entourent. Par exemple, en choisissant soigneusement les conditions initiales, la lumière peut soit tomber dans le trou noir, soit simplement voir sa trajectoire déviée. Toi aussi, découvre comment t’en échapper sans tomber dedans ! Es-tu prête à relever ce défi ?
La lumière comme instrument de mesure : l’interféromètre de Michelson
Type: en laboratoire
Est-ce que tu sais par quel moyen les physicien.ne.s parviennent aujourd'hui à mesurer des distances minuscules avec une précision incroyable ? En utilisant les propriétés ondulatoires de la lumière : c'est le principe de l'interféromètre, un instrument optique inventé il y a maintenant près d'un siècle et demi. Et pourtant c'est le même principe qui a permis, grâce à des interféromètres de plusieurs kilomètres de long, la détection en 2015 des mystérieuses ondes gravitationnelles, en mesurant la déformation de l'espace-temps lui-même !
Historiquement, les tout premiers interféromètres avaient une taille ne dépassant pas celle d'une table. L'idée du projet est d'en construire un de ce type, grâce à des lasers et des instruments optiques, afin de découvrir en détail son fonctionnement, mais aussi les principes physiques à l'œuvre. Une occasion de plonger dans la nature fascinante de la lumière, et d’utiliser ses propriétés pour réaliser des mesures d'une précision extraordinaire avec du matériel simple.
Recherche du boson de Higgs
Type: sur ordinateur
La découverte au CERN du boson de Higgs (ou plutôt de Brout-Englert-Higgs pour rendre à César ce qui appartient à César) en 2012 a été l'un des moments les plus importants de la physique des particules des dernières décennies. Son existence avait été prédite plus de 50 ans auparavant, lorsque les appareils à notre disposition étaient bien insuffisants pour le chercher !
Un demi siècle de technologie et des milliers de physiciens et d'ingénieurs ont été nécéssaires pour enfin mener à bien les expériences qui ont finalement prouvé son existence ! Dans ce projet, vous apprendrez comment se passe la recherche en physique des particules sur les grands accélérateurs et vous observerez les données qui ont mené à la découverte. Vous apprendrez aussi comment analyser ces données pour reproduire les études qui ont mené à la preuve de l'existence du boson de Higgs.
Construction d'une chambre à brouillard
Type: en laboratoire
Des particules nous traversent à chaque instant et pourtant nous ne les voyons jamais ! La chambre à brouillard est un instrument qui a été inventé pour observer le passage de certaines de ces particules (celles qui ont une charge électrique). On obtient cet effet en mettant un gaz (l'air) dans un état "super-critique" (saturé de vapeur d'alcool). Le passage d'une particule bouleverse l'équilibre entre les deux et forme de petites gouttes, exactement comme dans un nuage.
Dans ce projet, vous apprendrez comment construire une chambre à brouillard à partir de matériaux trouvables dans un simple magasin de bricolage. Vous l'utiliserez ensuite pour observer le passage de particules venant de sources diverses. Choisissez ce projet si vous voulez en apprendre plus à la fois sur la formation des nuages et sur la détection des particules !
Construction d'une chambre à étincelle
Type: en laboratoire
Des particules nous traversent à chaque instant et pourtant nous ne les voyons jamais, comme vous le savez... Un autre instrument inventé pour l'observation des particules chargées est la chambre à étincelles. Dans celle-ci, le passage de la particule entre des plaques chargées provoque des étincelles dont la couleur dépend du gaz présent.
Notre laboratoire a construit il y a quelques années "SPARKY", une chambre à étincelles entièrement construites sur place. Malheureusement, une pièce maitresse de SPARKY a ma vieilli et notre bon vieux détecteur est maintenant myope. Cette pièce, c'est le "trigger", le composant qui permet à SPARKY de déclencher les étincelles au bon moment. Dans ce projet, vous apprendrez le fontionnement de SPARKY et lui rendrez la vue en lui construisant un nouveau trigger à partir de petits détecteurs rapides !
