Unités : mode d’emploi

En 2018, les physiciens changent la façon de définir les unités fondamentales comme le kilogramme ou le mètre. On pourra maintenant toutes les fabriquer à l’aide de méthodes scientifiques utilisant des constantes fondamentales et des théories bien établies. Plus besoin d’étalons ou de références humaines. Voici les 7 nouveaux « modes d’emploi » pour fabriquer ces unités, à télécharger sous pleins de formats librement.

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 cinq 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.

Héloïse Chochois a infiltré l’option une année, et l’a retranscrite en BD…

A l’occasion de l’année de la supraconductivité, en 2011, nous avons eu l’opportunité de présenter un objet devant la Tour Eiffel. Nous avons alors décidé, avec le designer A. Echasseriau, de fabriquer une petite Tour Eiffel supraconductrice dans l’axe dans la vraie. Chaque étage de la Tour lévite grâce à des aimants placés au dessus de pastille supraconductrices refroidies à l’azote liquide. Cette Tour Eiffel a pu alors être “visitée” par plus de 20 000 touristes et passants. Et depuis, elle continue d’être montrée à différentes occasions.

La matière qui nous entoure est constituée de milliards de milliards de minuscules particules : électrons, neutrons, protons… Ces particules sont invisibles et se comportent de façon très étrange, parfois comme des nuages ou des vagues dans la mer, d’autres fois comme de petites billes. On les appelle «particules quantiques ».

Dans ce projet, vous allez construire vous même avec des ciseaux et un peu de scotch ces particules. D’abord un électron, puis un deuxième, et enfin, l’objet le plus étrange du monde quantique : un supraconducteur, un matériau capable de léviter comme une soucoupe volante au-dessus des aimants !

À très basse température, dans un supraconducteur, les électrons dansent deux par deux.

Quand on refroidit énormément certains métaux, ils deviennent supraconducteurs. Cela veut dire que soudain, les électrons qui s’y déplacent ne subissent plus aucun choc : il n’y a plus de résistance électrique, et ça ne chauffe plus.

Comment est-ce possible?

D’abord, les électrons se mettent par deux, et forment ce qu’on appelle une «paire de Cooper », car c’est Léon Cooper, un physicien américain, qui les a découvertes. Une fois deux par deux, ils parviennent à se mettre tous ensemble et former une seule onde !

Un peu comme quand pleins de poissons dans la mer forment un banc de poissons et se déplacent tous  ensembles, ou quand des élèves se rangent en rang quand la sonne cloche.

Un dispositif léger mettant en évidence la résistance nulle d’un supraconducteur: Description d’un circuit électronique permettant de visualiser la loi d’Ohm dans un supraconducteur, illustrant ainsi le passage dans l’état supraconducteur par la disparition de la résistance électrique.

En 2011, les cent ans de la découverte de la supraconductivité ont été l’occasion pour les chercheurs d’aller à la rencontre du public.
L’objectif était de mettre en avant l’intérêt de la recherche fondamentale et appliquée en physique et de créer un dialogue entre chercheurs et grand public.

Les initiatives du CNRS (coordination, ressources, communication) ont catalysé et accompagné les très nombreuses manifestations menées partout en France : animations, conférences, fêtes, expositions, rencontres, happenings artistiques…

• 110 chercheurs de 18 laboratoires
• 8 musées scientifiques (Cité des Sciences, Palais de la Découverte, Musée des Arts & Métiers, Espace des Sciences de Rennes, Relais de Science de Caen, Cité de l’Espace de
Toulouse, Casemate de Grenoble, Espace Pierre Gilles de Gennes de l’ESPCI Paris)
• pour plus de 80 événements dans 27 villes en France
• 10 000 litres d’azote liquide à -196°C
• 70 000 visiteurs, 10 000 enfants, 7000 lycéens
• 40 articles de presse, 8 émissions de radios, 8 reportages télé
• 60 000 visites sur nos sites web
• nos vidéos vues par plus de 700 000 internautes
• 8000 personnes ont pu léviter !

Julien Bobroff, physicien au Laboratoire de Physique des Solides de l’Université Paris XI.

Une fois refroidis à très basses températures, certains matériaux deviennent supraconducteurs.

Non seulement ils se mettent à conduire le courant électrique de façon parfaite, mais en plus, ils font léviter les aimants.

Des expériences en direct montreront ces étonnantes propriétés. Cent ans après sa découverte, la supraconductivité reste une grande énigme et un des enjeux essentiels de la physique moderne.

Des nombreuses applications existent déjà, de l’imagerie médicale aux trains à lévitation, certaines pourraient changer le monde dans le futur, du stockage d’énergie aux ordinateurs quantiques. 2011 est l’année de la supraconductivité.

A l’occasion des cent ans de la supraconductivité découverte le 8 avril 1911, visitez le site officiel : www.supraconductivite.fr et le site du CNRS : www.supra2011.fr qui répertorie tous les événements liés à l’année de la supra.

Sciences Ouest, 2003, n°200, La supraconductivité suit sa route