Le revers de la médaille
Pastel gras, crayon de couleur, impression sur papier 180g plié
Certains atomes sont au coeur de nos objets technologiques préférés comme le smartphone. Mais leur exploitation ne se fait pas sans dommage. Ce pliage, appelé agamographe, montre une image différente selon où l’on se place. Il révèle ainsi le côté sombre de trois des atomes parmi les plus utiles mais aussi les plus nocifs …
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Crayon de couleur sur papier 180g
Les atomes répertoriés dans le tableau périodique ne sont pas tous nés du Big-Bang. Il existe quatre autres lieux qui les ont vus naître : le coeur des étoiles, les supernovae, l’atmosphère et pour les atomes artificiels, les cyclotrons des laboratoires de Physique. Découvrez comment les atomes sont apparus dans ces cinq lieux.
Voici l’origine des atomes représentée par ces 5 images :
- Le Big Bang, infiniment dense et chaud, a enclenché un processus de nucléosynthèse primordiale lors de l’expansion de l’univers, permettant la naissance des atomes les plus légers ( hydrogène, hélium, et en infime quantité lithium et béryllium ).
- Au cœur des étoiles, là ou la température est extrêmement élevée, se met en place la nucléosynthèse stellaire. Les noyaux d’hydrogène fusionnent, formant par une suite de réactions nucléaires successives les noyaux d’atomes plus lourds, du lithium jusqu’au fer.
- Les supernovae, ces explosions marquant la fin de la vie d’une étoile, libèrent une énorme quantité d’énergie. Les neutrons en provenance du cœur de l’étoile frappent alors les noyaux et accroissent leur masse, pour former des atomes plus lourds que le fer. C’est la nucléosynthèse explosive.
- La spallation cosmique, ou nucléosynthèse interstellaire, se déroule dans l’espace, mais aussi dans les hautes atmosphères. Les particules des rayons cosmiques viennent briser les atomes et produire ainsi des atomes plus légers, comme le lithium, le béryllium et le bore.
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C’est en laboratoire que sont créés les atomes les plus lourds, qui n’existent pas dans la nature. Ils sont obtenus dans des accélérateurs de particules, les « cyclotrons », grâce à des collisions entre atomes plus légers. Mais ces atomes artificiels sont très instables. Ils se désintègrent aussitôt en d’autres atomes, avec une durée de vie extrêmement courte allant de quelques nano-secondes à quelques minutes.
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Tablette graphique, aquarelle, impression sur papier 180g
Mendeleiev était un génie : il avait compris qu’on pouvait classer de manière rationnelle et périodique tous les éléments connus alors. Il conçut ainsi le tout premier tableau périodique dont on fête les 150 ans. Mais pour y parvenir, ce ne fut pas une mince affaire ! Dans cette frise-BD Mendeleiev raconte lui-même ce long chemin vers la découverte.
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Linogravure, pastel sec sur papier 180g
Les atomes du tableau périodique sont constitués d’un noyau et d’électrons autour. Ils sont classés dans l’ordre croissant selon leur nombre d’électrons. Les électrons obéissent à des lois particulières, un peu comme un jeu de construction, et adoptent des formes spécifiques qu’on peut calculer précisément. Ces linogravures hautes en couleur expliquent et révèlent ces formes étranges.
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Gravure sur métal et ébénisterie
Plus des deux-tiers des atomes du tableau périodique sont métalliques : mais sous quelle forme les trouve-t-on dans la nature ? A l’aide de cette tablette interactive, révélez la forme native de ces trois métaux en imprimant votre propre tirage.
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Aquarelle, crayon de couleur, tablette graphique, impression sur papier 180g et rhodoïd, reliure à la main
Quels sont les premiers atomes apparus ? C’est au moment du Big-Bang, naissance explosive de l’Univers, que naissent les atomes, émergeant d’une soupe chaude de quarks et de gluons. Mais seulement les plus légers, situés en haut du tableau. Ce livre-objet illustre leur formation à travers la métaphore de la danse.
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Mine graphite, impression sur vinyle, fixation en métal
La mole. Cette notion a découragé plus d’un élève tant ce nombre gigantesque paraît abstrait. Pourtant, la mole est indispensable pour compter plus facilement le nombre d’atomes dans les objets qui nous entourent. Dans le tableau périodique, le poids des atomes apparaît justement en « grammes par mole » (g/mol). Par exemple, 1 mole de carbone pèse exactement 12 grammes.
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L'option vulgarisation
Cet enseignement propose une initiation à la vulgarisation aux étudiants du magistère de Physique Fondamentale d’Orsay de l’Université Paris Sud. Chaque année, une vingtaine d’étudiants de L3 ont ainsi pu développer eux-mêmes des projets de vulgarisation autour d’un aspect de physique fondamentale durant 5 jours. Ces projets sont accompagnés de différents exercices et cours sur la vulgarisation. L’ensemble des projets est présenté en fin de workshop par les étudiants eux-mêmes lors d’une séance publique à l’Université devant un large public. Cette année, nous avons demandé aux étudiants de construire tous ensemble un film de vulgarisation.
Le film créé par les étudiants
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L’équipe de la Physique Autrement, en collaboration avec Ulysse Delabre (Université de Bordeaux) et Julien Basset (Université Paris Sud) a mené la traduction en français de l’application PhyPhox. Cette application, gratuite, développée par l’Université d’Aix La Chapelle, permet de faire des mesures de physique en utilisant les capteurs du smartphone. Cela permet de repenser l’enseignement de la physique expérimentale, et de sortir de la salle de TP classique, comme nous avons commencé à le faire dans certains de nos enseignements ici à l’Université Paris Sud. Cette traduction permettra une diffusion plus large en France de ces pratiques.
La traduction française n’est pour l’instant disponible que sur la version bêta de l’application, mais sera rapidement incorporée dans la version principale.
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LPS Université Paris-Sud
Ulysse Delabre
1896. Le jeune Piotr Zeeman profite des vacances de son directeur pour tenter une petite expérience. Ce qu’il observe va déboucher sur une incroyable épopée scientifique dans le champ de la physique quantique.
Les Mardis de l’Espace des sciences avec Julien Bobroff, Physicien expert de la physique quantique dans les solides, et enseignant-chercheur à l’Université Paris Sud.