Naissance et vie de l'accélérateur de particules ALICE à Orsay, jusqu'à son remplacement par le GANIL à Caen. Parallèlement à la formidable évolution technologique des années 1960 à 1985, le film retrace l'histoire d'ALICE, le premier accélérateur au monde à avoir délivré des faisceaux d'ions très lourds. Grâce à cette machine, des découvertes importantes ont été faites tant en physique nucléaire que dans d'autres domaines de la physique atomique, et la France est devenue un pays de premier plan pour la physique des ions lourds.

Le synchrocyclotron d'Orsay après 30 ans d'utilisation au service de la recherche nucléaire a été transféré à un usage médical dans le cadre du traitement de certains cancers. Les propriétés spécifiques des faisceaux de protons à haute énergie qu'il produit, permettent de traiter avec précision les tumeurs profondes (oeil et cerveau) sans léser les tissus avoisinants et apportent une amélioration par rapport aux radiothérapies conventionnelles. Vues réelles - schémas explicatifs - images d'archives.

 version anglaise du film L'Accélérateur linéaire d'Orsay Les accélérateurs sont un des moyens mis à la disposition des physiciens pour étudier les propriétés des particules élémentaires. Parmi les différents types d'accélérateurs, l'accélérateur linéaire présente des avantages évidents. L'accélérateur linéaire d'Orsay est pris à titre d'exemple pour en décrire le principe de fonctionnement qui est ensuite illustré par quelques exemples d'expériences.

Les accélérateurs sont un des moyens mis à la disposition des physiciens pour étudier les propriétés des particules élémentaires. Parmi les différents types d'accélérateurs, l'accélérateur linéaire présente des avantages évidents. L'accélérateur linéaire d'Orsay est pris à titre d'exemple pour en décrire le principe de fonctionnement qui est ensuite illustré par quelques exemples d'expériences.

Le 1er cyclotron français, construit au Laboratoire de chimie nucléaire du Collège de France, dirigé par Frédéric Joliot, commence tant bien que mal à fonctionner en 1938. Sa principale mission est de produire les radioéléments artificiels que demandent les chercheurs, parmi lesquels Irène Joliot-Curie. Modifié 20 ans plus tard, il permettra d'étudier les réactions nucléaires. Le fonctionnement de cet accélérateur de particules ionisées repose sur une équipe technique. Les témoignages de ces cyclotronistes, anciens collaborateurs des Joliot, remontent pour certains, à la période de l'Occupation. Tous se remémorent cette époque des débuts de la Big Science, qui fut aussi celle de leur jeunesse. Le cyclotron est exposé aujourd'hui au Musée des arts et métiers.
GénériqueRéalisateur : Marcel Dalaise (CNRS Images) Conseiller Scientifique : Ginette Gablot (CNAM, Musée des Arts et Métiers, CNRS) Production : CNRS et Musée du CNAM Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/

En étudiant "comment fonctionnent les choses" au niveau microscopique on découvre combien elles sont simples, combien la gigantesque variété de tout ce qui existe est gouvernée par des lois qui sont aussi simples, peu nombreuses et "unifiées". L'univers dans sa jeunesse etait une "soupe" de particules, de plus en plus énergétiques ou "chaudes" à mesure qu'on avance vers le passe'. C'est ainsi que les expériences "de haute énergie" dans les accélérateurs de particules nous permettent, entre autre, de mieux comprendre l'univers quand il etait beaucoup plus jeune. La compréhension du micro et de macrocosme sont aussi une science unique ou, de façon surprenante, l'objet le moins bien compris est le vide, qui semble ne pas l'être du tout.

Le rayonnement synchrotron est devenu en quelques années la principale source de rayons X. Il est émis par des particules chargées (électrons) qui sont accélérées par des champs magnétiques dans des machines construites au départ pour étudier la physique des particules. Ce rayonnement est très intense et sa brillance peut atteindre 1011 fois celle d'un tube à rayons X. Ceci a ouvert des possibilités complètement nouvelles dans de nombreux domaines : possibilité de faire des images sur des objets qui absorbent très peu les rayons X et de faire des hologrammes, possibilité d'étudier la structure de la matière dans des conditions extrêmes de pression et de température qui règnent au centre de la terre, résolution de structures biologiques complexes tels que le ribosome, le nucléosome ou des virus de grande taille, étape importante pour la réalisation de nouveaux médicaments. Le but de cette conférence est d'illustrer ces possibilités par des résultats récents.

A Hambourg, à chaque extrémité de l'accélérateur de particules HERA qui est enterré sous le stade de football de la ville, deux équipes de 400 chercheurs chacune s'affrontent sans répit autour des détecteurs H1 et ZEUS. L'objet de cette rivalité : percer les secrets des constituants élémentaires de l'atome et en particulier étudier la structure du proton. L'accélérateur permet d'obtenir des collisions entre protons et électrons. Les deux détecteurs permettent de visualiser ces collisions. Ils sont de conceptions différentes (calorimètre à argon liquide et calorimètre à uranium avec scintillateurs) et les résultats obtenus par chacun d'eux se complètent. La première phase du programme HERA 1 s'est terminée en 2000. L'accélérateur HERA ainsi que les deux détecteurs ont été améliorés et une nouvelle série d'expérimentation est en cours (HERA 2) en 2007. GénériqueRéalisateur : Jean-Marc Serelle. Producteur : CSI – Science actualités. Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/

Description de l'accélérateur de particules SARA (Système accélérateur Rhône-Alpes) de l'ISN (Institut des sciences nucléaires de Grenoble) qui permet l'étude des collisions entre noyaux pour des gammes d'énergie intermédiaires. Sara comporte un premier cyclotron (injecteur) de 20 MV et un deuxième cyclotron (post-accélérateur) de 80 MV. Le phénomène de collisions entre noyaux est présenté par des animations. Chacune des parties de SARA est décrite : source d'ions, premier cyclotron, éplucheur, deuxième cyclotron et enfin multidétecteur Amphora. Le deuxième cyclotron est présenté démonté pour montrer ses composants : résonateur (création d'un champ électrique alternatif), électrode (accélération des ions), électro-aimant (création d'un champ magnétique). Une animation en surimpression sur les vues réelles montre la trajectoire des particules. Des solutions ont été trouvées pour obtenir une accélération isochrone, créer un vide poussé afin d'éviter les chocs parasites et extraire le faisceau de particules du cyclotron. GénériqueAuteurs - Réalisateurs : BARANEK Clara, CHAPUT Claude, GUITTARD François et RICART Anna-Maria (MSTC, Univ. Grenoble III, Saint-Martin-d'Hères). Production : Univ. Grenoble III-MSTC, CNRS-ISN Grenoble-IN2P3. Diffuseur : CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/

Les Casseurs d'atomes, plus communément appelés Accélérateurs, sont les outils de tous les jours de nombreux physiciens des particules qui sondent la matière infiniment petite. Il y a de ça un peu plus d'un siècle, en 1894, Albert Michelson - qui étudia le comportement de la lumière - n'aurait jamais imaginé se retrouver devant un monde incroyablement plus complexe qu'il l'aurait cru lorsqu'il déclara que tout ce qu'il restait à faire en physique était de déterminer jusqu'à la sixième décimale les valeurs connues en ce temps là. Il ne se doutait pas que la structure entière de la physique serait complètement révolutionnée dans les 20 années qui allaient suivre. Les premiers accélérateurs sont apparus au début du 20e siècle et ce qui fut dévoilé au fil des années a permis de construire un modèle théorique cohérent, le Modèle Standard (MS). Les particules prédites par ce modèle furent presque toutes observées, les prédictions sur leur comportement furent testées, mais effectivement le plus important manquait et manque toujours. Le boson de Higgs, auquel est associé le champs de Higgs qui permet à toutes les particules d'acquérir une masse, reste encore aujourd'hui inobservé. Les expériences du futur nous permettront de vérifier si cette particule existe vraiment, et si d'autres modèles théoriques au-delà du MS sont viables i.e. la Super Symétrie, l'existence de dimensions supplémentaires. Il faut toutefois garder les pieds sur terre, ou peut-être pas, car la physique des particules aux accélérateurs, résumé sur l'échelle universelle du temps depuis le Big Bang jusqu' aujourd'hui, ne correspond qu'à un tout petit pas. Le terrain à défricher reste encore énorme, et les Casseurs d'atomes joueront un rôle clef dans la compréhension de cet Univers de l'infiniment petit. Je tenterai donc, dans cette présentation, de faire un survol historique de la théorie, des accélérateurs, des découvertes et de parler du futur de la physique aux accélérateurs.

L' antimatière reste un mystère pour beaucoup d'entre nous. Elle fascine certains, elle fait éventuellement peur à d'autres. Mais, au fait, qu'est-ce que la matière ? Et qu'est-ce que l'antimatière ? Comment est venue l'idée que l'antimatière pouvait exister, et comment l'a-t-on découverte ? Et maintenant, où et comment la produit-on ? Comment l'observe-t-on ? Quelles sont ses propriétés ? Et notre Univers ? Est-il seulement fait de matière ? Et si oui pourquoi ?

Produire des noyaux atomiques revêt aujourd'hui une importance considérable. Ces noyaux, le plus souvent instables, ont de nombreuses applications. Ils sont utilisés en imagerie médicale, dans des expériences concernant des semi et supra conducteurs, en astrophysique, etc… Actuellement la situation est telle que les ingénieurs et physiciens nucléaires sont en mesure de construire des appareillages qui leur permettront d'explorer la fabrication de tels noyaux. Ils pourront arriver à une connaissance relativement complète de l'interaction forte dans le domaine des noyaux et bien maîtriser les principes d'interaction nucléaire. Ces principes sont la base de la compréhension des processus astrophysique et donc de l'explication de l'univers qui nous entoure.