Au mois de septembre, les élèves d’une classe de seconde sont sortis une journée, afin de mieux se connaître.
La matinée a été consacrée à la découverte du handisport.
Une agent de développement au comité régional Handisport Grand Est est venue avec tout son matériel nous présenter différentes activités :
La boccia : c’est un sport de précision qui se joue avec des balles en cuir et s’apparente à la pétanque. Cependant, contrairement à cette dernière, la boccia est un sport d’intérieur.
Un atelier fauteuil avec slalom puis tennis de table et basket.
Un atelier cécité : parcours avec des obstacles à réaliser en binôme (un avec un bandeau sur les yeux et l’autre dans le rôle de guide)
Un atelier avec du tir avec des carabines lasers
L’après-midi la classe a pu déambuler dans les rues de Strasbourg, pour observer du street art, grâce à une intervenante du « 5ème lieu », nouveau lieu de la vie culturelle strasbourgeoise. Lors de cette promenade nous avons pu observer les œuvres d’artistes, et les explications nous ont permis de comprendre la diversité et la richesse de cet art
Dans le cadre de la fête de la Science, des élèves de deux classes de seconde ont pu appréhender de manière ludique ce qu’est l’intelligence artificielle à travers un atelier sans ordinateur. Des intervenants extérieurs du Jardin des Sciences leur ont présenté l’historique de l’informatique, et les ont guidés lors de jeux comme le morpion pour aborder la notion d’IA. Un temps d’échange a permis aux élèves de découvrir une partie des filières et métiers de l’ informatique et d’échanger avec des étudiants dans ce domaine. Merci au jardin des Sciences pour cette organisation !
Petit journal de bord (mars 2021) des activités du Projet Particules
de la Classe Marie Curie 2nde 6.
Avant Noël, nous avons pu détecter des muons avec des cosmodétecteurs. Nous avons pu voir qu’il faut deux détecteurs en coïncidence (ci-dessous) pour être sûr de détecter les particules voulues. D’autre part, le détecteur orientable (ci-dessus) nous montre que ce sont bien des particules cosmiques car elles arrivent en plus grand nombre à la verticale.
Grâce à de la glace carbonique, nous pouvons réaliser une chambre à brouillard (ci-dessous) pour détecter la radioactivité ambiante. Notre chambre à brouillard a très bien fonctionné avec une centaine de traces par minute !
Fabrication d’une chambre à brouillard par Neycene et Anissa
Le Cosmodétecteur… par Alexandre
Cosmodétecteur… Ce nom semble sortir d’un film de science fiction. De quoi s’agit-il ? Hé bien, voilà :
1| Qu’est ce qu’un Muon ?
Les muons sont des particules, comme les quarks ou les électrons.
Les « particules » sont les plus petit composants de la matière.
L’électron partage une caractéristique avec le muon : il est de « charge négative ». C’est à dire qu’il est attiré par les particules chargées « positivement » et repoussé par celles chargées « négativement ».
Mais il y a une différence majeure entre le muon et l’électron : leurs masses.
Celle d’un muon est à peu près 207 fois plus grande que celle d’un électron .
Ce serait à peu près comparer votre poids à celui de 2, 3 éléphants .
Et d’où vient le muon ?
2| Les particules extraterrestres
Nous sommes bombardés en permanence par des particules venues du Soleil et d’ailleurs. Normalement, nous sommes protégés par le « bouclier magnétique » de la Terre. Mais il n’est pas imperméable. Certaines entrent alors en collision avec l’atmosphère.
Cela engendre une cascade de particules secondaires dont certaines parviennent jusqu’au sol. Le muon est né.
Comment le détecter ?
3| Le cosmodétecteur
On peut détecter une particule chargée en 4 étapes :
– Les scintillateurs, qui détectent la trace d’éventuels muons. Il s’agit de deux tubes en plastique. Lorsque ils rencontrent une particule chargée, les atomes du scintillateur sont excités et émettent des photons.
– Le « photomultiplicateur » amplifie ce signal enregistré par le scintillateur.
– Ensuite, le signal analogique* est transformé en signal numérique ( 0 ou 1). Les signaux trop faibles sont alors abandonnés.
– La dernière étape est donc le logiciel de l’ordinateur.
Mais comment savons nous que les particules détectées sont des muons ?
4| Coïncidence
Le muon se déplace à une vitesse proche de la lumière. Le signal enregistré par les deux scintillateurs aura donc un écart de quelques nanosecondes. Ainsi, cela discrimine les bruits de fond.
Et si on détectait une autre particule chargée se déplaçant à la vitesse de la lumière ? On la prendrait pour un muon ?
Ne vous inquiétez pas… Mais pour obtenir une réponse à cette question, veuillez vous adresser à votre prof de physique-chimie. Merci.
* Par exemple, un thermomètre produit un signal analogique : il varie en fonction du temps et de la température.
Nous avons une heure toutes les deux semaines pour réaliser nos activités et préparer nos visites sur le thème : Comprendre les métiers de la recherche et spécialisation d’un domaine de recherche de pointe
Actuellement, les élèves préparent un « escape game » sur le thème des particules…top secret !
e-twinning : projet commun AstroPartyCalls avec des classes européennes du Portugal, d’Italie, de Finlande et de Grèce
Réalisation d’une chambre à brouillard
ce dispositif permet de détecter la radioactivité ambiante.
Expériences avec un cosmodétecteur
Il permet de détecter des muons (« sorte d’électrons lourds ») cosmiques :
Voir l’article d’un élève ci-dessous
Visite prévue du cyclotron à l’IPHC au campus de Cronenbourg et rencontre avec un chercheur
(au printemps ?) L’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien est un centre de recherche sur l’écologie, la physiologie et l’éthologie, la chimie et physique subatomique. Il est prévu de visiter l’accélérateur circulaire (qui permet de faire des radionucléides) et de rencontrer un chercheur en physique des particules.
Comprendre le CERN
Le CERN, centre européen de recherche en physique des particules à Genève en Suisse (il contient le plus grand accélerateur de particules mondial). Il est possible d’utiliser des données du CERN pour comprendre le travail des chercheurs.
Le Cosmodétecteur
1| Qu’est ce qu’un muon ?
Les plus petits composants de la matière sont appelés « particules »
Vous connaissez certainement l’électron ou encore le quark. Le muon en fait également parti.
L’électron partage une caractéristique avec notre muon : il est de « charge négative ». C’est à dire qu’il est attiré par les particules chargées « positivement » et repoussé par celles chargées « négativement ».
Mais il y a une différence majeure entre le muon et l’électron : leurs masses.
Celle d’un muon est à peu près 207 fois plus grande que celle d’un électron .
Ce serait à peu près comparer le poids de 2, 3 éléphants à celui d’un humain.
Et d’où vient le muon ?
2| Les particules extraterrestres
Nous sommes bombardés en permanence par des particules venues du Soleil et d’ailleurs. Normalement, nous sommes protégés par le « bouclier magnétique » de la Terre. Mais il n’est pas imperméable. Certaines entrent alors en collision avec l’atmosphère.
Cela engendre une cascade de particules secondaires dont certaines parviennent jusqu’au sol. Le muon est né.
Comment le détecter ?
3| Le cosmodétecteur
On peut détecter une particule chargée en 4 étapes :
– Les scintillateurs, qui détectent la trace d’éventuels muons. Il s’agit de deux tubes en plastique. Lorsque ils rencontrent une particule chargée, les atomes du scintillateur sont excités et émettent des photons.
– Le « photomultiplicateur » amplifie ce signal enregistré par le scintillateur.
– Ensuite, le signal analogique* est transformé en signal numérique ( 0 ou 1). Les signaux trop faibles sont alors abandonnés.
– La dernière étape est donc le logiciel de l’ordinateur.
Mais comment savons nous que les particules détectées sont des muons ?
4| Coïncidence
Le muon se déplace à une vitesse proche de la lumière. Le signal enregistré par les deux scintillateurs aura donc un écart de quelques nanosecondes. Ainsi, cela discrimine les bruits de fond.
Et si on détectait une autre particule chargée se déplaçant à la vitesse de la lumière ? On la prendrait pour un muon ?
* Par exemple, un thermomètre produit un signal analogique : il varie en fonction du temps et de la température.
L’évènement
« option innovation » permet de découvrir des lieux
innovants, chaque année, partout en france.
Aprés une découverte en classe du phénomène start up, nous sommes allés à l’Epitech, une école d’informatique qui se trouve à Strasbourg, vendredi 18 octobre 2019.
Nous avons découvert la programmation en python dans le monde des jeux vidéos. D’abord la classe a été divisée en 2 groupes de 13 personnes. Le groupe 1 a joué à des jeux de programmation sur pc : Code combat et Toxicode pour les plus rapides.
Le groupe 2 a formé 3 groupes pour alterner et essayer les 3 activités suivantes :
–
un jeu de réalité virtuel dont le but du jeux était de tuer les
personnages rouges à l’aide de tous les objets en noir ;
– des jeux sur pc avec un Leap motion, c’est un dispositif de reconnaissance de mouvement des mains qui est surtout utilisé pour la réalité virtuelle ;
–
un jeu télécommandé avec une tablette et un robot où nous devions
contrôler le robot.
Avant
de partir, les organisateurs nous ont proposé de nous inscrire au
coding club, un club pour les lycéens intéressés par la
programmation :
Les professeurs de physique-chimie du lycée ont emprunté au lycée Marcel Rudloff un détecteur de particules cosmiques pour compter les muons qui nous traversent à chaque seconde, à notre insu car ils interagissent peu. Ce sont des particules semblables aux électrons mais beaucoup lourdes. Elles sont créées en haute atmosphère par désintégration d’autres particules.
On peut faire tourner le détecteur pour vérifier que les particules détectées proviennent surtout de la verticale. On peut aussi calculer que les muons sont des particules relativistes, qui voyagent à une vitesse proche de la lumière.
Une partie des élèves de 1S1 avec Mme Winter et de Terminale S avec M. Chauvel, a eu la chance de participer, mardi 12 mars 2019, aux masterclasses internationales de physique des particules qui se tenaient à l’institut Hubert Curien du CNRS, au campus de Cronenburg.
Durant cette journée, nous avons pu nous initier à l’étude de la physique des particules à travers divers ateliers.
Après une présentation des objectifs de la physique des particules mais également de l’accélérateur de particules ALICE du CERN , nous nous sommes mis au travail. Le but de notre premier atelier était de simuler une collision entre des noyaux de plomb à l’intérieur d’un accélérateur de particules. Nous avons ensuite identifié, grâce à un programme et des données du CERN, les particules résultant de la collision, grâce à leur masse.
Ce sont les résultats de cette expérience que nous avons présenté lors d’une visioconférence à la fin de la journée.
L’après-midi, nous avons eu droit à une intervention très intéressante autour de la physique nucléaire ainsi qu’à la présentation d’un cosmodétecteur, c’est-à-dire un détecteur de muons cosmiques.
Encore une dernière analyse des résultats du premier atelier avant de terminer avec une visioconférence avec des élèves ailleurs en France et en Europe qui participaient également aux masterclasses. En effet, les masterclasses sont internationales, c’est d’ailleurs pour cette raison que la visioconférence avait lieu en anglais !
7 pupils from class 1S1 are at Lycée Marie Curie when the others make a trip to Berlin April 2019. Are they bored ? No, they do science in English and build a cloud chamber to see natural radioactivity ! This is a box who show particle tracks. How it works ? An unstable alcohol gas is produced because of the difference of temperature between the top of the box (20 °C) and the bottom refreshed by dry ice (- 80 °C). When an electric charged particle (proton, electron, muon…) passes threw, an alcohol molecule is ionized and disturbs the gas around it, this forms a track of liquid drops.
The idea come from CERN, the particle accelerator in Geneva where their teacher Mme Winter learned particle physic 5 days long.
