Les glaces de mer au c艙ur du d茅r猫glement climatique: comment mod茅lise-t-on le climat ?
Type: sur ordinateur
Comprendre le climat est l'un des d茅fis scientifiques les plus importants de notre 茅poque ! Depuis des d茅cennies, les scientifiques 茅laborent des mod猫les climatiques pour mieux comprendre le climat pass茅, pr茅sent et futur. Ces mod猫les sont des syst猫mes d鈥櫭﹒uations bas茅s sur les lois fondamentales de la physique. Ils permettent de faire des pr茅visions climatiques et de comprendre l鈥檌nfluence des activit茅s humaines sur le climat. En particulier, le d茅r猫glement climatique a de profondes cons茅quences sur la glace de mer, qui couvre 12% des oc茅ans du monde.
L鈥檌d茅e de ce projet est de comprendre, 脿 partir de l鈥檈xemple de la glace de mer, la d茅marche scientifique derri猫re la mod茅lisation du climat. Pour cela, nous construirons un mod猫le thermodynamique r茅aliste expliquant la variabilit茅 de la banquise, que nous comparerons aux observations et que nous utiliserons pour faire des pr茅visions sur le comportement de la glace. Tu pourras 茅galement r茅aliser des exp茅riences qui mod茅lisent le r么le de la banquise au sein du syst猫me plan茅taire et son 茅volution dans un contexte de r茅chauffement climatique. C鈥檈st une opportunit茅 unique pour tenter de comprendre et r茅pondre aux enjeux li茅s 脿 la fonte des glaces, qui s鈥檃cc茅l猫re 脿 un rythme inqui茅tant.
Recherche d'ondes gravitationnelles
Type: sur ordinateur
Ce sont parmi les 茅v茅nements les plus cataclysmiques de l'Univers : deux trous noirs, qui, sous l'effet de la gravit茅, s'attirent et finissent par fusionner. Ces ph茅nom猫nes, relativement rares, sont si violents qu'ils cr茅ent des vibrations dans la trame m锚me de l'espace-temps, produisant des ondes dites "gravitationnelles". Ces ondes peuvent aussi 锚tre produites lors de la fusion d'茅toiles 脿 neutrons, des objets si denses qu'une cuill猫re 脿 caf茅 de sa mati猫re p猫se des centaines de millions de tonnes !
Depuis 2015, les scientifiques sont capables de d茅tecter de telles ondes; des observations qui se sont r茅v茅l茅es cruciales pour mieux conna卯tre l'Univers durant ses premiers instants, les objets et grandes structures qui le composent ainsi que de tester la fameuse th茅orie de la Gravit茅 d'Einstein qui les avait pr茅dites !
Dans ce projet, tu en apprendras plus sur la nature de ces myst茅rieuses ondes gravitationnelles, comment on les d茅tecte et les m茅thodes d'analyses pour les 茅tudier. L'objectif sera ensuite d'appliquer ces m茅thodes pour reproduire la premi猫re d茅tection des ondes gravitationnelles et de tenter de trouver de nouveaux signaux dans les donn茅es.
Un voyage dans l鈥檌nconnu : 脿 la recherche des sources de neutrinos avec IceCube
Type: sur ordinateur
Dans ce projet, tu partiras 脿 la recherche de l鈥檜ne des particules les plus insaisissables que nous connaissions : le neutrino. Pour observer cette particule 鈥渇ant么me鈥�, un d茅tecteur sp茅cifique, appel茅 IceCube, a 茅t茅 construit au p么le Sud. Ce d茅tecteur consiste en un kilom猫tre cube de glace 茅quip茅 de d茅tecteurs de lumi猫re qui permettent de voir lorsqu'un neutrino s鈥檃rr锚te dans la glace. Ainsi, il est possible de voir les neutrinos cr茅茅s dans notre propre atmosph猫re, mais aussi provenant de l'espace !听
Cependant, 脿 l鈥檋eure actuelle, nous ne savons toujours pas exactement ce qui cr茅e tous ces neutrinos 鈥渁strophysiques", bien que nous ayons quelques id茅es et que certaines sources aient maintenant 茅t茅 identifi茅es. L鈥檌d茅e du projet sera de comprendre comment ces neutrinos sont d茅tect茅s, et d鈥檜tiliser les donn茅es collect茅es par IceCube au cours des 14 derni猫res ann茅es pour essayer d鈥檌dentifier une ou plusieurs sources de neutrinos astrophysiques. Une opportunit茅 d鈥檈n apprendre plus sur le fonctionnement de l鈥檜n des d茅tecteurs les plus hors-normes jamais con莽us !
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Int茅grales en Lego
Type: sur ordinateur
Les calculs informatiques sont essentiels en science. Partez a l'exploration des int茅grations Monte-Carlo qui sont utilis茅es (notamment) dans la听physiques des hautes 茅nergies que nous pratiquons 脿 l'UCLouvain. Pour cela vous onstruirez et programmerez un robot fait enti猫rement en LEGO(c). La programmation du robot se fera via l'interface de LEGO pr茅vue pour les enfants 脿 partir de 10 ans, donc seul un esprit logique est n茅cessaire.
Comment 茅chapper 脿 un trou noir ?
Type: sur ordinateur
Note:听Ce projet sera anim茅 en Anglais (Un tuteur francophone sera toujours disponible pour vous aider.)
Tu as s没rement d茅j脿 entendu parler d鈥檜n trou noir ? Un objet de l鈥橴nivers tellement massif qu鈥檌l attire vers lui tout ce qui l鈥檈ntoure. Sous l鈥檈ffet de cette gravit茅 extr锚me 脿 proximit茅 du trou noir, la lumi猫re elle-m锚me ne peut s鈥檈n 茅chapper. On pourrait croire que ces objets sont dignes de la science-fiction, mais r茅cemment les physicien.ne.s sont parvenu.e.s 脿 obtenir des images directes de trous noirs, notamment de celui qui se loge au centre de notre galaxie !
L鈥檌d茅e de ce projet est de mieux comprendre la physique des trous noirs, et la fa莽on dont ils attirent les objets qui les entourent. Par exemple, en choisissant soigneusement les conditions initiales, la lumi猫re peut soit tomber dans le trou noir, soit simplement voir sa trajectoire d茅vi茅e. Toi aussi, d茅couvre comment t鈥檈n 茅chapper sans tomber dedans ! Es-tu pr锚te 脿 relever ce d茅fi ?
La lumi猫re comme instrument de mesure : l鈥檌nterf茅rom猫tre de Michelson
Type: en laboratoire
Est-ce que tu sais par quel moyen les physicien.ne.s parviennent aujourd'hui 脿 mesurer des distances minuscules avec une pr茅cision incroyable ? En utilisant les propri茅t茅s ondulatoires de la lumi猫re : c'est le principe de l'interf茅rom猫tre, un instrument optique invent茅 il y a maintenant pr猫s d'un si猫cle et demi. Et pourtant c'est le m锚me principe qui a permis, gr芒ce 脿 des interf茅rom猫tres de plusieurs kilom猫tres de long, la d茅tection en 2015 des myst茅rieuses ondes gravitationnelles, en mesurant la d茅formation de l'espace-temps lui-m锚me !
Historiquement, les tout premiers interf茅rom猫tres avaient une taille ne d茅passant pas celle d'une table. L'id茅e du projet est d'en construire un de ce type, gr芒ce 脿 des lasers et des instruments optiques, afin de d茅couvrir en d茅tail son fonctionnement, mais aussi les principes physiques 脿 l'艙uvre. Une occasion de plonger dans la nature fascinante de la lumi猫re, et d鈥檜tiliser ses propri茅t茅s pour r茅aliser des mesures d'une pr茅cision extraordinaire avec du mat茅riel simple.
Recherche du boson de Higgs
Type: sur ordinateur
La d茅couverte au CERN du boson de Higgs (ou plut么t de Brout-Englert-Higgs pour rendre 脿 C茅sar ce qui appartient 脿 C茅sar) en 2012 a 茅t茅 l'un des moments les plus importants de la physique des particules des derni猫res d茅cennies. Son existence avait 茅t茅 pr茅dite plus de 50 ans auparavant, lorsque les appareils 脿 notre disposition 茅taient bien insuffisants pour le chercher !
Un demi si猫cle de technologie et des milliers de physiciens et d'ing茅nieurs ont 茅t茅 n茅c茅ssaires pour enfin mener 脿 bien les exp茅riences qui ont finalement prouv茅 son existence ! Dans ce projet, vous apprendrez comment se passe la recherche en physique des particules sur les grands acc茅l茅rateurs et vous observerez les donn茅es qui ont men茅 脿 la d茅couverte. Vous apprendrez aussi comment analyser ces donn茅es pour reproduire les 茅迟耻诲别蝉 qui ont men茅 脿 la preuve de l'existence du boson de Higgs.
D茅tecter des particules鈥� avec un aquarium : construction d鈥檜ne chambre 脿 brouillard听
Type: en laboratoire
Nous sommes travers茅s 脿 chaque instant par des particules sans m锚me nous en rendre compte. Au cours de l鈥檋istoire, les physicien.ne.s ont mis au point des instruments ing茅nieux pour d茅tecter ces particules de taille subatomique. La chambre 脿 brouillard en est un : 脿 l鈥檌nt茅rieur d鈥檜ne enceinte, un brouillard compos茅 d鈥檃lcool sursatur茅 est mis dans des conditions de temp茅rature et de pression telles que la moindre perturbation le fait passer 脿 l鈥櫭﹖at liquide. D猫s qu鈥檜ne particule charg茅e traverse ce brouillard, elle forme une trace blanche qui permet de visualiser son passage et apr猫s analyse, sa nature physique. On peut comparer ce ph茅nom猫ne aux tra卯n茅es de brume blanche qui apparaissent dans le ciel apr猫s le passage d鈥檜n avion.
L鈥檌d茅e du projet est de construire une chambre 脿 brouillard 脿 partir de mat茅riaux trouvables dans un simple magasin de bricolage, et de la faire fonctionner pour observer sur le vif le passage de particules. Tu pourras ainsi te mettre dans les pas des chercheur.es qui ont permis, avec ce m锚me dispositif, la d茅couverte de l鈥檃ntimati猫re en 1932 !
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脡clairer l鈥檌nvisible : construction d鈥檜ne chambre 脿 茅tincelles
Type: en laboratoire
Nous sommes travers茅s 脿 chaque instant par des particules sans m锚me nous en rendre compte. Au cours de l鈥檋istoire, les physicien.ne.s ont mis au point des instruments ing茅nieux pour d茅tecter ces particules de taille subatomique. Apr猫s la chambre 脿 brouillard, on te pr茅sente la chambre 脿 茅tincelles : dans celle-ci, le passage d鈥檜ne particule entre des plaques charg茅es et dans un milieu satur茅 d鈥檜n m茅lange de gaz rares provoque des 茅tincelles. L鈥檃nalyse de ces d茅charges 茅lectriques permet de visualiser le passage de la particule et de comprendre sa nature physique.
Notre laboratoire a construit il y a quelques ann茅es la chambre 脿 茅tincelles 鈥淪PARKY鈥�. Malheureusement, une pi猫ce ma卯tresse de SPARKY a mal vieilli et notre bon vieux d茅tecteur est maintenant myope. Cette pi猫ce, c'est le 鈥渢rigger鈥�, le composant qui permet de d茅clencher les 茅tincelles au bon moment. Dans ce projet, vous apprendrez le fonctionnement de SPARKY et lui rendrez la vue en lui construisant un nouveau trigger 脿 partir de petits d茅tecteurs rapides. Tu pourras ensuite observer sur le vif le passage des particules et comprendre la m茅thode d鈥檃nalyse !
