Summer Camp

Et voilà : ce soir, en ce moment-même, les 26 participants, les 5 professeurs encadrants et tous les scientifiques ayant participé à ce Summer Camp sont chez eux, plus ou moins loin de l'OHP, plus ou moins loin du Summer Camp.

Tout le monde a surement passé une semaine extraordinaire, riche en apprentissages et rencontres, toutes aussi intéressantes les unes que les autres, une semaine durant laquelle nous sommes passés de la physique des particules très axée, mais non exclusivement, sur les rayons cosmiques et la physique du LHC, à l'astronomie (poussant nos chers professeurs à suivre leurs élèves jusqu'à 2h du matin, voire plus), sans oublier l'étude scientifique du film Star Wars et le fameux accrobranches.

Pour nous avoir permis de vivre cette expérience unique : merci à Eric Kasfasz, initiateur de ce projet au sein du labex OCEVU et directeur du CPPM, merci à Auguste Le Van Suu, directeur de l'OHP, pour nous avoir accueillis, merci à Cyrille Baudouin, chargé de communication au CPPM, merci à Damien Dornic, astrophycisien au CPPM, à Yann Coadou, chercheur au CPPM sur l'expérience ATLAS, et à Elodie, en thèse au CPPM, à Stéphane Basa, astrophysicien au LAM, à José Busto, chercheur en physique des particules au CPPM, à Christian Curtil, lui aussi chercheur en physique des particules au CPPM, à Delphine, astronome et surtout maître de conférences, et son associé de nous avoir accueillis au sein du T120, à Jean Strajnic, astronome lui aussi, à Daniel, qui nous a parlé de la science dans Star Wars et dans Avatar, merci à François Larue, professeur à Jean Perrin, à Laurent Millet, professeur à Victor Hugo, à Christophe Mazerat, professeur à Vauvenargues, à Christophe Paul, professeur à Maurice Genevoix, et à Nicolas Orand, professeur à Emile Zola.

En espérant que vous pourrez renouveler le Summer Camp l'an prochain car c'est réellement une expérience fantastique qui vaut largement la peine d'être vécue.

Margaux (avec une spéciale dédicace à Mr Larue, professeur qui a du être épuisé mais qui, malgré ça, est resté jusque tard dans la nuit et a répondu à toutes mes demandes...).

        Le vendredi 05 juillet au soir, vers minuit, un groupe de 7 élèves sont partis pour une séance d'observation  avec le T120, dont le miroir mesure 1 mètre 20 de diamètre, comme son nom l'indique. Pour commencer la soirée, Delphine et son associé nous ont présenté la structure du T120, son pointage et son fonctionnement : 
- ce télescope est réglable manuellement, c'est à dire que 2 "volants" permettent de changer sa position en fonction des coordonnées équatoriales de l'objet recherché, données à l'avance par Delphine.
-les coordonnées étant facilement influençables l'une l'autre (quand on modifie delta, alpha peut se modifier) la raquette branchée au T120 permet de les équilibrer à nouveau, en mode turbo de préférence car pour une précision maximale les changements sont très lents.
-Nous avons ensuite bougé la coupole afin de parfaitement la placer dans l'angle d'observation du T120. Elle bouge à l'aide de 2 boutons qui la font tourner dans un sens ou dans l'autre.
J'ai trouvé ce mode de pointage assez impressionant car on pouvait voir le télescope bouger à vue d'oeil, et une fois la méthode de pointage acquise, ça m'a paru assez simple. Nous avons pris en photo plusieurs soleils morts (nébuleuses planétaires) pour l'étude personnelle de Delphine.
A l'arrière, Margaux et Pia étaient aux commandes de la mise en route des pauses et observaient les résultats. Commandées par Delphine, elles lancent d'abord de courtes pauses de 5 secondes. Une fois la pause terminée et l'analyse informatique ducapteur CCD terminée, Pia va chercher dans les fichiers la photo finale. On ne voit pour l'instant que les étoiles (car elles sont très lumineuses), pas forcément l'objet recherché car les nébuleuses sont parfois très diffuses et émettent peu de lumière. Grâce à une photo de référence prise dans le DSS
, un moteur de recherche qui contient pratiquement TOUS les objets du ciel visible (comme notre Stellarium), Pia Delphine et Margaux observent la position des étoiles de la photo prise dans le T120, la comparent avec celle de la photo du DSS, puis en déduisent si l'objet recherché est bien dans le cadre.

• Si oui, elles lancent alors une pause de 10 minutes soit 600 secondes, qui permettra d'accumuler plus de lumière, donc de photons, et rendra alors l'objet visible sur l'odinateur. A propos, Delphine nous a expliqué que plus la pose était longue, plus le résultat final était beau. Mais elle nous a aussi dit que les nébuleuses ne saturaient presque jamais car elles ne sont généralement pas très lumineuses.
• Si non, l'associé de Delphine regarde sur un logiciel la position de l'objet que nous recherchons par rapport à notre photo, puis recalibre le télescope, et on reprend les étapes depuis les courtes pauses. 

J'ai passé un excellent moment en compagnie de gens impressionants, (en effet Delphine répondait sans aucune hésitation à toutes nos questions même les plus casse-têtes) mais après l'étude de plusieurs objets, nous, pauvres élèves non-habitués à nous coucher si tard (2h du matin) avons du aller nous coucher, épuisés mais ravis, des étoiles plein les yeux. On se retrouvera dimanche pour une nouvelle soirée d'obervation, mais avec des contraintes cette fois : trouver un objet visible entre 15 et 19 heures selon le Stellarium, que nous observerons à partir de 23 heures. J'aurais aimé photographier Saturne mais elle est beaucoup trop lumineuse, et la saturation trop probable ! François m'a expliqué que "ça ne valait pas le coup" d'utiliser un miroir de 1m20, fait pour capter le maximum de lumière, alors que Saturne peut être facilement visible avec un Dobson. (C'est d'ailleurs assez impressionant à voir).
Voici quelques exemples de photos, traitées par Geoffrey et Stéphane: 

 

 
Merci à Pia, Margaux, Capucine, Clara, Cédric, Matthieu, François, Stéphane, Delphine, Christophe, et à son collègue! 
Ecrit par : Salomé.

La chambre à brouillard est un outil d'observation de particules originaires des rayons cosmiques. Elle permet d'observer différentes particules comme des éléctrons, des muons, des pions, des particules alphas et des protons. Elles sont facilement reconnaissables grâce aux traces que laissent ces particules.

Tout d'abord, les éléctrons laissent une longue trace fine avec une trajectoire qui semble aléatoire. Quant aux muons, on peut observer une longue trace fine et rectiligne après leur passage. Les particules alphas sont reconnaissables grâce à une petite trace épaisse qu'elle laisse derrière elles. Ensuite, les protons laissent une trace rectiligne comme les muons, mais plus épaisses que ces derniers. Enfin, nous pouvons repérer le passage de pions, qui ont une trace similaire au muon, cependant,  ils se désintègrent en un muon et un neutrino, ce dernier étant indétectable. Cela donne une trace fine qui change brusquement de direction.

Manuel, Benjamin et Hugo

 LHC trois lettres pour 27 kilomètres d'aimants supraconducteurs sous la frontière francosuisse et pour une particule inférieure à 10⁻¹⁸ mètres.

L'année dernière, à quelques jours près, une découverte fantasmagorique conforta 20 longues années de recherche dans la physique fondamentale. Dans le Large Hadron Collisioner, 2 protons sont entrés en collision pour produire un boson de Higgs repéré par l'ATLAS. Tous les chercheurs l'attendaient, mais jamais encore il n'était apparu sur leurs écrans, bien que tous les calculs théoriques prouvaient son existence.

En effet, le modèle standard (constitué de 6 quarks, 6 leptons et 4 forces) fonctionne à merveille à une exception près : sans le boson de Higgs, cela impliquerait que toutes ces particules aient une masse nulle. Or tout le monde sait qu'elles possèdent une masse.

Ainsi, la chasse au boson était lancée ! Il peut se désintégrer en différentes particules telles qu'une paire de quarks charm, beauty ou top, des paires de bosons W et Z, une paire de photons ou encore une paire constituée d'un boson Z et un photon. Selon le graphique ci-dessous, on observe que les paires constituées d'au moins un photon sont les plus fiables à détecter tandis que celles des quarks beauty sont les plus incertaines bien que plus fréquentes.

Les chercheurs ont donc eu un large champ de recherche. Malgré cela, nous nous sommes intéressés, comme l'ont expliqué Julien et Nicolas dans leur précédent article, à un seul type de désintégration : celle en boson W⁻ et W^⁺.

Selon le diagramme de Feynman ci-dessous, on s'aperçoit que lors de cette désintégration, le boson de Higgs (H⁰) donne 2 bosons W qui eux-même produisent 2 leptons de charges opposées mais pas forcément de même saveur (pour les particules chargées négativement l'électron et l'antimuon, et pour les particules chargées positivement le positron et le muon) et 2 neutrinos.

Ainsi, notre recherche était basée sur le passage des électrons et positrons dans le calorimètre électromagnétique, des muons laissant une trace dans tout le détecteur et repérés par le détecteur à muons mais surtout d'une énergie manquante représentant les neutrinos non-observables.

Thanks to Yann Coadou presentation and his very clear explanations :)

By Pia and Margaux.

Nous sommes logés au sein de l'OHP, dans la maison Jean Perrin. Lieu convivial, nous y prenons le petit déjeuner ainsi que le déjeuner toute la semaine. Le soir, hormis mercredi où nous avons mangé sur le site, nous nous rendons à pied au restaurant "l'Observatoire" au coeur du village de Saint-Michel l'Obs. Une marche digestive et intense de 3km est nécessaire tout les soirs. Les repas sont copieux (et très bons!), et l'ambiance dans la maison est excellente. 

Un cadre idéal nous est donc proposé durant cette semaine.

(une photo complètera l'article dans la soirée)

Corentin, Gaëtan et Louise

On peut penser que le Summer Camp est un camps d'été relaxant avec piscine et cocktail tous les jours... Détrompez-vous, malgré les nombreuses collations et le restaurant, nous sommes devenus de vrais scientifiques. Cinq professeurs de physique ainsi qu'une dixaine de chercheurs et d'intervenants nous ont accompagné et enseigné durant cette semaine. Heureusement, entre les cours intensifs, nous pourrons nous aérer l'esprit grâce par exemple à L'attaque des clones de Star Wars ou encore l'accrobranche cet après-midi. Une ambiance conviale est au rendez-vous même jusqu'à deux heures du matin aux commandes du 120 et des C8. Le réveil un peu difficile à 8 heures est vite compensé par un cours sur la physique des particules pour nous reveiller tout en douceur. Aussi, notre séjour est digne d'une super production holywoodienne car nous pouvons remercier le courage de Damien et Stéphane qui ont poursuivis "le voleur de ballon" durant plus de 6 heures. Mais cela en valait la peine, les vidéos des caméras de notre ballon sonde étaient exceptionnelles. Enfin, nous remercions grandement tous les adultes qui nous ont accompagné durant ce Summer Camp et qui nous ont fait partagé leur expérience.

Demain c'est le grand départ, nous allons malgré tout être occupé une grande partie de la journée et puis nous irons faire nos valises pour rentrer chez nous, notre esprit remplie de milliers d'images fabuleuses qui nous donnent envie de rester ici ! Nul doute, nous reviendrons.

Marjorie & Clara

Le jeudi 4 juillet

Nous avons décidé, ce jeudi, de faire quelques prises d'une nébuleuse. Pour cela, nous avons utilisé un télescope T-60 entièrement motorisé et contrôlé par ordinateur, une caméra CCD ainsi que des filtres RVB.

La nébuleuse planétaire photographiée est la nébuleuse Dumbell (ou de l'haltère, ou encore M27). Elle se situe au niveau de la constellation du petit renard (à proximité de Vega) et se trouve à 1000 années lumière de nous.

Pour réussir à avoir une image correcte, nous avons décidé de prendre 30 images avec un temps de pose de 2 minutes. Ensuite, nous avons pris 9 photos supplémentaires avec les filtres ( 3 rouges, 3 bleues et 3 vertes) et enfin les darks, offsets et flat-fields pour supprimer le bruit électronique, les pixels chauds et tous les défauts situés au niveau de l'optique. Voici la première photographie non traitée (telle que l'on l'obtient directement) :

Le lendemain, nous l'avons traitée. Cette procédure est longue (il nous aura fallu deux heures et demi pour en venir à bout !) mais le résultat est toujours plaisant à voir.  Le traitement consiste à centrer toutes les images entre elles (par rapport à une étoile dans notre cas), à soustraire les darks, flats et offsets, puis à les additionner pour obtenir une seule et même image. On procède ensuite de même pour les images filtrées, puis on aditionne encore l'image en gris avec l'image filtrée et, après quelques réglages sur le contraste et la luminosité, voici ce que l'on obtient :

Par Mathilde F. , Maiana L. et la présence indipensable de  Maxence P.

Samedi après-midi, après l'interminable collation, nous avons visionné Star Wars Épisode II: la guerre des clones ! Suite à ce film (et le repas qui a suivi), nous avons assisté à une conférence de Daniel Suchet dans laquelle il nous a présenté la physique de Star Wars. Il a ainsi developpé comment nous pourrions construire un sabre laser et une étoile de la mort ainsi que le principe de fonctionnement de la Force. Tout d'abord, il a lié la Force à une unification de toutes les forces de l'univers (modèle standard + gravitation). Celle-ci fait de l'empereur un générateur vivant de plus de 300 milliards de Watts et 6 millions de Volts. En conséquence, pour éviter de s'électrocuter, “l'Empereur est une drag-queen portant des talons en bakélite d'environ 10 cm”. Il a ensuite enchaîné sur les "sabres laser", rappelant que l'appelation laser est inadéquate, qui pourraient être des sabres à plasma, dont le plasma serait contenu par un champ magnétique. Toutefois, ce sabre poserait quelques problèmes tels que la chaleur, la lumière et l'énergie nécessaire au maintien du champ magnétique. Enfin, à propos de l'Étoile de la Mort, il a estimé son rayon à 375 km. De plus, l'énergie nécessaire pour détruire une planète serait environ égale à 10²⁰ centrales nucléaires, ce qui est gargantuesque ! Néanmoins, un minuscule trou noir pourrait faire l'affaire.

Saturday afternoon, after the everlasting snack, we watched the second episode of Star wars entitled The Clone Wars ! After the movie (and the meal that followed it), we were presented how physics work in Star Wars by Daniel Suchet. He explained how we might create a lightsaber, how the Force would work and how a Death Star would be a possible weapon. He started with the Force, assuming it would be a way to unify all the forces in the universe (standard model and gravitation). The Force made the Emperor a living generator of over 300 billion Watts and 6 million Volts. As a result, to avoid killing himself, “the Emperor is a drag queen wearing bakelite heels”. Then he went with the lightsaber that would actually be a plasma saber, where plasma would be contained with an electromagnetic field. However, this saber would pose a certain number of problems such as the heat, the light and the energy required to maintain the magnetic field. Finally, about the Death Star, he estimated the station's radius at about 375 km. Moreover, the energy required to blow up a planet would be roughly equal to power 10²⁰ nuclear power stations, which is gargantuan ! Nevertheless, a very small black hole might do the trick.

Written by Nicolas C., Matthieu L., Julien B.

Vendredi nous avons visité le LSBB (laboratoire sous terrain à bas bruit) de Rustrel. Il s'agit d'une ancienne base de lancement de missiles française (dirigés vers l'URSS), construite par l'armée.

Maintenant, ce site est devenu un centre de recherche sur la sismologie, l'hydrogéologie, la microélectronique (fonctionnement des processeurs en rapport avec les rayons cosmiques), la magnétométrie ionosphérique (avec la cage de Faraday) et la matière noire. Nous nous sommes déplacés avec une sorte de train (les professeurs, eux, étaient en vélos) et il faisait très froid!!!

Nous avons ainsi progressé de galerie en galerie jusqu'à l'extrémité du complexe à une profondeur d'environ 500m. Nous sommes aussi rentrés dans la capsule qui contient l'expérience sur la magnétosphère. Une riche matinée en découvertes!

Corentin et Emilie

Le jeudi 5 juillet, nous vous avions informé du départ de notre ballon sonde vers la stratosphère. Après un voyage animé de plus de deux heures au cours duquel nous avons constamment reçu la position (GPS), le ballon, qui devait initialement tomber en périphérie d'Aix, a finalement atteri en plein coeur de Marseille, dans une maison de retraite quartier de la Rose.

Commence alors une véritable chasse au ballon. Damien et Stéphane, après un départ précipité et une arrivée sur Aix, se sont aperçus que le ballon se déplaçait à nouveau.. Phénomène plutôt étrange car après explosion un ballon ne se regonfle pas. Multiples appels téléphoniques et course poursuite à l'aide des données du GPS sont nécessaires pour retrouver "le voleur de ballon".

Après une recherche et une poursuite de plus de 6 heures, notre "voleur", qui s'avérait être un retraité collectionneur de ballons sondes de l'OHP a finalement été rattrappé et a rendu le ballon à Damien et Stéphane, au bord de la colère.

Gaëtan, Benoit et Louise