École de physique Distribuée

pour le monde de l'enseignement


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EφD 2017

L’ambition de l’école EphyD 2017 (Ecole de physique Distribuée) est de consolider le lien entre le monde la recherche en physique des deux infinis et celui de l’enseignement en collège, lycée et classes préparatoires. L’école EPhyD, qui fait suite aux écoles e2φ (e2phy.in2p3.fr), est destinée aux enseignants, formateurs, IPR et IGEN en activité. Les participants assisteront à des cours dispensés par des chercheurs prestigieux qui prendront le soin de considérer l’esprit des programmes et la réappropriation des savoirs en classe. L’école est conçue dans le but de fournir des sources d’information sous forme de cours, ainsi que des ressources bibliographiques et documentaires, sur des thèmes scientifiques d’actualité à des professeurs de physique soucieux de rester au plus près des dernières avancées de la recherche fondamentale et, le cas échéant, de s’inspirer de l’apport de l’école dans leurs propres cours. Des visites de laboratoires scientifiques et/ou des ateliers sont également au programme.


Pour cette première édition, l’école EPhyD se propose de traiter plus particulièrement la physique des astroparticules. Née dans les années 70-80, cette discipline, souvent appelée simplement « Astroparticules » est une discipline jeune qui se situe au croisement de la physique des particules élémentaires, de l’astrophysique, de l’astronomie et de la cosmologie.

Dans le cadre de cette discipline en plein essor, nous vous proposons cette année une école dédiée au thème des « Messagers de l’Univers ». Elle sera l’occasion de traiter des rayons cosmiques de hautes et de très hautes énergies (1016-1022 eV) et des ondes gravitationnelles, phénomènes très rares dont la détection et l’interprétation comptent parmi les défis les plus cruciaux de la physique des deux infinis.

  1. La découverte par Victor Hess de l'origine cosmique du rayonnement mesuré sur la Terre remonte à 1911. Le spectre en énergie de ces rayons cosmiques s’étend sur plus de 12 ordres de grandeur et les flux décroissent de 31 ordres de grandeur ! Ces particules (dont on pense qu'il s'agit de protons ou de noyaux atomiques plus lourds) peuvent avoir des énergies d’environ cent millions de fois supérieures à celles produites auprès du LHC, l'accélérateur de particules géant du CERN. Leur origine reste en grande partie un mystère, même si on peut raisonnablement penser qu’elle est liée aux phénomènes les plus violents de l’Univers (explosion de supernovae, trous noirs super-massifs, coalescence de trous noirs ou autres). La détection de ces particules, associée à celle d’autres messagers cosmiques d’énergie extrême (rayons gammas, neutrinos et plus récemment ondes gravitationnelles), doit donc permettre de collecter des informations uniques sur la structure, la composition et la dynamique de l’Univers.

  2. L’énigme des rayons cosmiques fait l’objet de nombreuses investigations expérimentales auprès des grandes infrastructures internationales. D’où viennent ces rayons ? Quelle sont leurs compositions ? Quels sont les mécanismes des gigantesques accélérations de particules mesurées dans le cosmos ? Quelle en est la limite en énergie ? Des travaux théoriques sophistiqués sont mis en œuvre afin d’apporter des réponses à ces questions fondamentales.

  3. La découverte récente des ondes gravitationnelles, prédites presque un siècle auparavant, ouvre une exceptionnelle fenêtre vers le cosmos apportant ainsi une nouvelle dimension à notre compréhension conceptuelle de l’Univers.

Ce champ de la physique est passionnant et ce qui en est communiqué au grand public est souvent noyé dans le flot continu et l’immédiateté des réseaux d’informations. Cette école vise à permettre à l’enseignant de faciliter l’accompagnement de ses élèves dans la transformation des informations reçues en connaissances scientifiques.

Les cours proposés sur les Messagers de l’Univers seront accompagnés et complétés par deux autres sur les fondements de la physique moderne : la relativité et la mécanique quantique, avec un soin encore plus exigeant sur les aspects pédagogiques en lien avec les programmes scolaires.