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une Master- class : « des élèves du lycée Suger de Saint Denis rencontrent la physique des particules »

25 / 05 / 2009
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MasterClass

Mohamed El Abed, professeur de Physique : « Nous étions au CERN [1] pour la visite du LHC [2] en Avril 2008, lorsque Didier Lacour, coordonnateur national du programme Master class et directeur adjoint du LPNHE [3] , m’a parlé du programme initié par l’IN2P3 [4] et m’a proposé d’y participer.
J’ai tout de suite répondu oui car l’idée est simple et originale : donner envie aux élèves de faire de la Physique en leur faisant vivre la réalité d’un métier fantastique mais méconnu celui de chercheur en physique des particules ; métier pour lequel la dimension internationale est essentielle. »

Des photos sont disponibles à la fin de cet article.

Une journée dans la peau d’un chercheur…

Au cours de la matinée, nos chercheurs d’un jour, ont eu un cours d’introduction à la physique des particules et une préparation aux exercices de l’après midi. Au programme : Modèle standard, détecteurs et accélérateurs de particules et présentation des activités du LPNHE le laboratoire qui les accueille.
En début d’après midi, des binômes se sont constitués et ont travaillé en réseau sur des données réelles de l’accélérateur LEP [5] . Après mise en commun des statistiques sur une centaine d’évènements, il y a eu une discussion et interprétation des résultats.

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L’évènement

Ci-contre un « évènement » tiré de la banque de donnée du LEP.

Les élèves ont appris à identifier cet évènement comme étant la désintégration du Z° en deux muons chargés :

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Equation

Pendant toute cette phase, les élèves ont été encadrés par de jeunes chercheurs du laboratoire.

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Au travail

En deuxième partie, une visioconférence internationale en anglais animé depuis le CERN a réuni des équipes de lycéens de cinq autres pays (Allemagne, Italie, Pologne, Suède, Slovaquie) ayant participé en même temps au même travail d’analyse de données. Chaque groupe a pu présenter (dans la langue de Shakespeare !) ses conclusions. Les résultats une fois mis en commun, seront comparés aux résultats déjà publiés.

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Tableau

La journée s’est terminée par un quiz sur la physique des particules (animé par Irena Nikolic co-responsable du projet Master class en France)…

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Quiz

….. Et une remise de prix.

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Remise de prix

Mais laissons parler les élèves :

Mélanie  : « Cette journée fut enrichissante et agréable. Tout d’abord nous avons assisté à une conférence sur la physique des particules et sur le projet mondial LHC. Cela m’a clarifié les idées sur ce domaine de la physique. J’ai réalisé qu’il existe très peu de centres scientifiques comme celui là dans le monde.
Le moment du déjeuné était convivial car nous avons pu discuter avec les ingénieurs et les physiciens présents ; ils nous ont expliqué leur métier au jour le jour. L’après midi fut le moment le plus intéressant car nous avons nous-mêmes, sur ordinateur, identifié des particules en suivant un protocole expérimental que les jeunes chercheurs du laboratoire nous ont expliqué. Une fois les comptages terminés, nous avons pu, grâce à une visioconférence, entrer en contact avec plusieurs autres pays européens pour mettre en commun nos résultats. Evidemment, la langue utilisée était l’anglais.
Pour finir nous avons joué à un questionnaire qui résume un peu l’essentiel de ce qu’il fallait retenir de cette journée.
D’après mes discutions avec les ingénieurs et les chercheurs, je me suis rendue compte que leur métier était difficile et qu’il faut avoir une grande culture générale et surtout l’envie d’apprendre. Bien sûr, il faut être sociable étant donné l’importance, dans ce métier, du travail en équipe. J’ai appris aussi que, quelquefois, les projets n’aboutissent pas ce qui peut être décevant.
Grâce à cette journée j’ai su que je ne voudrais pas, plus tard, devenir chercheur vu la difficulté du travail et la motivation dont il faut faire preuve. »

Valérie  : « Le laboratoire qui nous a accueilli est très imposant. On ne se rend pas compte du nombre de personnes qui y travaillent : chercheurs, ingénieurs, personnels d’administration, ouvriers. Encore plus imposant, cette machine, le LHC, cela dépasse tout ce qu’on a l’habitude de voir.
Le travail des chercheurs est très intéressant mais il faut être prêt à passer cinq, dix voire quinze ans avant trouver quelque chose d’intéressant.
Pour être chercheur, il faut donc beaucoup de patience, de curiosité, de volonté et surtout très peu d’égoïsme. »

Objectifs pédagogiques visés :

Un des principes fondateurs du CERN est d’amener les nations à travailler ensemble.
En physique des particules, les recherches s’articulent autour d’un même grand instrument : accélérateur ou détecteur de particules ; la collaboration internationale est donc une nécessité.
Nous espérons faire passer ce message de paix et d’unité par la science.
Enfin, pour nos élèves, avoir l’honneur de représenter la France dans une manifestation internationale sera assurément un moment inoubliable et de nature, nous l’espérons, à susciter des vocations.

Texte et illustrations : M. EL ABED - Mai 2009

[1Laboratoire Européen pour la Physique des Particules (anciennement Centre Européen pour la Recherche Nucléaire), Genève

[2Grand collisionneur proton-proton (Large Hadron Collider)

[3Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies, unité mixte de recherche des universités Paris 6 et 7 et du CNRS, Paris

[4Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules

[5Grand collisionneur électron-positon