Les accélérateurs, l'homme et l'univers

Phu Anh Phi Nghiem

Description

L’accélérateur de particules est le grand instrument scientifique le plus répandu à travers le monde. Il est en passe de devenir l’élément stratégique clé pour tout programme de développement scientifique au niveau d’un pays. Ces dispositifs, qui permettent de comprendre le monde qui nous entoure, peuvent de surcroît être utilisés pour analyser, découper, produire, graver, fabriquer, guérir, et probablement plus encore. Ils agissent à différentes échelles s’étalant sur 14 ordres de grandeur ! Si les accélérateurs sont utilisés par les scientifiques du monde entier pour des applications concrètes diverses, l’analyse des lois physiques qui les gouvernent, et de leur imbrication, amène à une abstraction et à une réflexion plus profonde sur la place de l’homme dans l’univers – de l’infiniment petit à l’infiniment grand. Les magnifiques illustrations abstraites du livre propulsent le lecteur dans ces autres dimensions.

Les contributeurs............................................................................ 5

Préface......................................................................................... 7

Prologue : Des physiciens et des accélérateurs..................................... 15

1. Le fil conducteur..................................................................... 19

2. Les particules chargées............................................................ 25

3. Les accélérateurs de particules................................................. 31

Faire des collisions entre particules............................................. 34

Produire le rayonnement synchrotron........................................... 37

Irradier des cibles spécifiques..................................................... 41

4. La physique du faisceau de particules....................................... 47

Le faisceau de particules............................................................ 50

Accélérer… et plus si affinité..................................................... 52

5. Le champ électrique et le champ magnétique............................ 55

Définir ou ne pas définir............................................................ 57

Les effets du champ électrique et du champ magnétique................ 58

6. Produire le champ électrique et le champ magnétique............... 63

Les champs électrique et magnétique statiques............................. 65

Les champs électromagnétiques.................................................. 67

Des accélérateurs aux objets du quotidien et ceux de l’univers........ 70

7. Produire les particules chargées............................................... 75

Des activités humaines aux phénomènes de la nature.................... 78

À la source des accélérateurs...................................................... 81

8. La physique des accélérateurs.................................................. 85

Au fil de l’accélérateur............................................................... 87

La physique du faisceau de particules.......................................... 90

Les 6 physiques........................................................................ 93

Physique des accélérateurs, physique quantique, et astrophysique.... 96

9. La physique des accélérateurs et la nature humaine................... 101

Coopération et compétition........................................................ 103

Le cerveau humain.................................................................... 106

10. Les accélérateurs, la nature et la société................................. 109

Le principe de parcimonie.......................................................... 111

L’artificiel et le naturel.............................................................. 113

Le syndrome de l’effet secondaire............................................... 116

11. Les accélérateurs, l’Homme et l’Univers................................... 125

Le comment et le pourquoi........................................................ 127

La matière et l’esprit................................................................. 129

Épilogue....................................................................................... 135

Remerciements............................................................................... 137

Sujets

• Physique
• Physical attractiveness
• Science
• Accélérateur
• Physics
• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 02 juin 2022
• Nombre de lectures: 1
• EAN13: 9782759827374
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 10 Mo

Extrait

9 782759 827367

LES ACCÉLÉRATEURS, L’HOMME ET L’UNIVERS Phu Anh Phi NGHIEM

LES ACCÉLÉRATEURS, L’HOMME ET L’UNIVERS

Réflexions sur la Physique des accélérateurs… et sur la nature de la Nature

Phu Anh Phi NGHIEM

Préface de Manuel DURAND-BARTHEZ Illustrations de Mara-Flore DUBOIS

L’accélérateur de particules est le grand instrument scientifique le plus répandu à travers le monde. Il est en passe de devenir l’élément stratégique clé pour tout programme de développement scientifique au niveau d’un pays. Ces dispositifs, qui permettent de comprendre le monde qui nous entoure, peuvent de surcroît être utilisés pour analyser, découper, produire, graver, fabriquer, guérir, et pro- bablement plus encore. Ils agissent à différentes échelles s’étalant sur 14 ordres de grandeur ! Ils nous aident à répondre aux questions qui ont hanté l’humanité depuis des millénaires et apportent des solutions aux besoins actuels et futurs de la société.

Phu Anh Phi NGHIEM, Docteur en Sciences, a effectué ses travaux de recherche en physique des plasmas, astrophysique et physique des accélérateurs, au CNRS et au CEA. Il a publié plus de 130 articles scientifiques dans des revues spécialisées. Expert CEA en physique des accélérateurs, il a été responsable de la conception d’accélérateurs d’envergure nationale ou internationale.

9 7 8 - 2 - 7 5 9 8 - 2 7 3 6 - 7

9782759827367

www.edpsciences.org

Les Accélérateurs, l’Homme et l’Univers

Les Accélérateurs, l’Homme et l’Univers Réflexions sur la Physique des accélérateurs… et sur la nature de la Nature

PHU ANH PHI NGHIEM

17, aVenue du HoggaR – P.A. de CouRtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

Composition et mise en pages : Flexedo

CouVeRtuRe : conception de CB. DefRetin, illustration de Mara-Flore Dubois, maraLoredubois.com

IllustRations : © CEA/ MaRa-FloRe DUBOIS

ImpRimÉ en FRance ISBN (papieR) : 978-2-7598-2736-7 ISBN (ebook) : 978-2-7598-2737-4

Tous dRoits de tRaduction, d’adaptation et de RepRoduction paR tous pRocÉdÉs, RÉseRVÉs pouR tous pays. La loi du 11 maRs 1957 n’autoRisant, aux teRmes des alinÉas 2 et 3 de l’aRticle 41, d’une paRt, que les « copies ou RepRoductions stRictement RÉseRVÉes à l’usage pRiVÉ du copiste et non destinÉs à une utilisation collectiVe », et d’autRe paRt, que les analyses et les couRtes citations dans un but d’exemple et d’illustRation, « toute RepRÉ- sentation intÉgRale, ou paRtielle, faite sans le consentement de l’auteuR ou de ses ayants eR dRoit ou ayants cause est illicite » (alinÉa 1 de l’aRticle 40). Cette RepRÉsentation ou RepRoduction, paR quelque pRocÉdÉ que ce soit, constitueRait donc une contRefaçon sanctionnÉepaRlesaRticles425etsuiVantsducodepÉnal. © EDP Sciences, 2022

LES CONTRIBUTEURS

L’auteur Phu Anh Phî NGHïEM, Docteur ès Scîences, a eectué ses traau de recherche scîentîîque dans les domaînes de physîque des plasmas, astrophysîque et physîque des accélérateurs, au CNRS puîs au CEA. ïl a publîé plus de 130 artîcles scîentîîques dans des reues spécîa- lîsées ou des conérences înternatîonales. Epert CEA en physîque des accélérateurs, îl a été responsable de la conceptîon d’accélérateurs d’energure natîonale ou înternatîonale.

Préface Manuel DURAND-BARTHEZ, Docteur-ès-lettres en Lîttérature comparée et germanîstîque, a été ormateur à l’Unîté régîonale de ormatîon à l’înormatîon scîentîîque et technîque (URFïST de Parîs) et à l’Unîersîté scîentîîque Paul Sabatîer de Toulouse, aînsî que Conserateur rattaché à l’École Natîonale des Chartes.

Illustrations Mara-Flore DUBOïS, curîeuse de scîences et amoureuse de musées, est dîplômée en îllustratîon scîentîîque à l’École Estîenne et en muséologîe au Museum Natîonal d’Hîstoîre Naturelle de Parîs. Plus de détaîls sur son sîte maraloreduboîs.com

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PRÉFACE

Peut-être connaîssez-ous l’Acarus Ciro ?Famîlle desAcaridae, classe desArachnidae, pour ne cîter que les prîncîpau éléments de la clas- sîîcatîon de ce sympathîque acarîen. À l’époque de Blaîse Pascal, on jugeaît que nul anîmal n’étaît plus petît. ïl étaît consîdéré comme un eemple de ce qu’îl étaît donné à l’homme de pouoîr obserer sous une dîmensîon réduîte à l’etrême. Rappelons les termes eacts de la Pensée (n° 72 dans l’éd. Brunschîcg) du mathématîcîen phîlosophe en guîse d’întroductîon anecdotîque à la physîque des partîcules. ïl se met dans la posîtîon d’un homme quî « recherche dans ce qu’îl connat les choses les plus délîcates. Qu’un cîron luî ore dans la petîtesse de son corps des partîes încomparablement plus petîtes, des jambes aec des joîntures, des eînes dans ses jambes, du sang dans ses eînes, des humeurs dans ce sang, des gouttes dans ses humeurs, des apeurs dans ces gouttes ; que, dîîsant encore ces dernîères choses, îl épuîse ses orces en ces conceptîons, et que le dernîer objet où îl peut arrîer soît maîntenant celuî de notre dîscours ; îl pensera peut-être que c’est là l’etrême petîtesse de la nature. Je eu luî aîre oîr là-dedans un abme noueau. Je luî eu peîndre non seulement l’unîers îsîble, maîs l’îmmensîté qu’on peut conceoîr de la nature,

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PRÉFACE

dans l’enceînte de ce raccourcî d’atome. Qu’îl y oîe une înînîté d’unîers, dont chacun a son îrmament, ses planètes, sa terre, en la même proportîon que le monde îsîble ». N’est-ce pas eactement le relet de ce qu’un scîentîîque contem- poraîn tel que P. A. Phî Nghîem, chercheur au CEA, démontre à tout un chacun dans un langage d’une grande lîmpîdîté où les concepts se succèdent logîquement, pas à pas, pour édîîer un saoîr quî s’étend de données hautement technîques et chîrées ers un ressentî quasî émotîonnel de la Nature ? Dans cette monographîe surLes Accélérateurs, l’Homme et l’Uni vers, l’auteur déeloppe ce thème en prouant que « ce quî se conçoît bîen s’énonce claîrement » comme l’écrîaît Boîleau, autrement dît en déployant un talent certaîn de la ulgarîsatîon de qualîté, genre dans lequel ecellent les Anglo-saons maîs que, curîeusement, les Françaîs, paroîs brîdés par un académîsme désuet, sont paroîs dans l’încapacîté d’eercer. C’est souent la comparaîson de concepts ardus aec des îmages trîîales quî serîra de conducteur ers leur compréhensîon par le commun des lecteurs. Aînsî, d’abord, pour réalîser l’un des rêes de Pascal (et aant luî d’autres penseurs dans l’Antîquîté), pour étudîer la structure înterne de la matîère, pour étudîer les constîtuants les plus ultîmes de la matîère, îl audra la « casser » comme un enant quî brîse un jouet mécanîque aîn d’en mîeu comprendre le onc- tîonnement. Ces constîtuants ultîmes sont les partîcules et pour les « casser », îl aut les aîre entrer en collîsîon par le bîaîs d’une accé- lératîon etrême. Cette accélératîon est dîîcîlement conceable sur un parcours en lîgne droîte car celle-cî deraît aoîr une în, une etrémîté. Alors le parcours sera cîrculaîre ; les accélérateurs sont cîrculaîres et ces appareîls dont les dîérents modèles correspondent à des types d’utîlîsatîon et de procédés dîérents, sont très répandus à traers le monde, en plus du matérîel bîen connu du CERN. Car îl s’agît raîment de l’outîl îdéal pour étudîer la matîère au plus proond d’elle-même.

LES ACCéLérATEUrS, L’HOMME ET L’UNIvErS