DEMAIN, LA PHYSIQUE
Alain Aspect, Roger Balian, Sébastien Balibar, Edouard Brézin, Bernard Cabane, Stephan Fauve,
Daniel Kaplan, Pierre Léna,
Jean-Paul Poirier, Jacques Prost (éditions O.Jacob 2004)
Nombreux physiciens consultés
T.Alleau, H. Alloul, H.Arribart, JC Bacri, G. Bastard, T. Braumberger, D. Bensimon, C. Berthier, J. Bibette, P. Binétruy, D. Bonn, JP Bouchaud, H. Bouchiat, C. Callan, P. Caseau, B. Castaing, M. Combarnous, F. Combes, P. Coullet, V. Courtillot, P. Coussot, C. Creton, H. Curien, J. Dalibard, T. Damour, R. Dautray, S. David, PG de Gennes, J. Dercourt, B. Derrida, P. Encrenaz, D. Estève, A.Fert
M.Fink, JM Flaud, A. Georges, P. Grangier, S.Haroche, J. Iliopoulos, D. Jérôme, JF Joanny, S. Joussaume, J. Kurchan, F. Laloe, G. Laval, D. Le Bihan, H. Le Treut, C. Lorius, G. Martin, G. Mégie, G. Menjon, J. Meunier, M. Mézard, JF Minster, P. Nozières, H. Orland, JP Pouget, JL Puget, D. Quéré, F. Richard, E. Rosencher, D. Ruelle, A. Syrota, J. Teixeira, O. Thual
La physique est une ‘vieille science’
Est-elle en voie d’achèvement et sommes nous en train de nous battre sur des détails?
Défi… de biologistes
Les Houches 67 (PC Martin)
La théorie des interactions nucléaires (faibles et fortes)
La théorie des phénomènes critiques La turbulence ….
Les Houches 67 (PC Martin)
La théorie des interactions nucléaires (faibles et fortes) : la théorie électro-faible, QCD
La théorie des phénomènes critiques : Wilson et le groupe de renormalisation, de Gennes…
La turbulence : chaos déterministe, l’intermittence, …
….
Les avancées conceptuelles de de la science n’intéressent-elles que les scientifiques?
Les avancées conceptuelles de de la science n’intéressent-elles que les scientifiques?
NON : exemple l’historicité du vivant (Darwin), de l’Univers (Einstein Hubble),
De la Terre (Wegener, tectonique des plaques)
Quelques exemples arbitrairement choisis
1. Cosmologie2. Particules élémentaires3. Géodynamo4. L’eau, liquide complexe5. Un renouveau quantique6. La physique du vivant
La cosmologie
De Cobe à WMAP
Ces résultats, obtenus grâce au satellite WMAP de la NASA, confirment les mesures des expériences
Boomerang, Maxima et Archeops embarquées sur ballon stratosphérique.
Elles montrent des oscillations correspondant aux pics acoustiques prédits par le modèle du Big Bang.
Encore de l’astrophysique
Existence d’un trou noir au sein de notre propre galaxie
Découverte des exoplanètes Accélération de l’expansion de l’Univers (le
problème de la constante cosmologique!!)
L’Univers visible ne représente que 3% du contenu énergétique (baryons, photons)
30% de matière noire dans les halos de galaxie, nature inconnue
Près de 70% d’énergie « noire »
Le modèle standard
Les trois interactions autres que gravitationnelles sont décrites par ce modèle, mais la cohérence interne ne permet pas de le considérer comme autre chose qu’une théorie « effective » qui doit être corrigée à plus haute énergie (quand bien même la gravitation n’existerait pas).
LHC
Higgs Supersymétrie ? Dimensions supplémentaires? Surprises violemment espérées.
Cordes & all that
Dimensions supplémentaires (mais mondes “branaires“ ?)
Rêve de l’unicité semble perdu, myriade de solutions
Paysage de multivers
Trois petis nombres sans dimension incompris
La constante de structure fine
Le rapport me/mp = 5,4
Le rapport gravitation/Coulomb
Gmemp /e=
Possibilités ouvertes par les cordes
Violation du principe d’équivalence Modification de la loi en 1/r2 à courte distance Les constantes de la nature sont-elles des
constantes? Solution des théories de jauge en couplage fort …
La dynamo terrestre
L’origine du champ magnétique terrestre était pour Einstein l’un des grands problèmes ouverts de la physique
Geodynamo. Hypohèse : instabilité spontanée, un champ magnétique induit des courants dans le liquide métallique, ces courants créent un champ qui renforce celui qui leur a donné naissance
Generation of magnetic field by dynamo action in a turbulent flow of liquid sodium
R. Monchaux,1 M. Berhanu,2 M. Bourgoin,3, M. Moulin,3 Ph. Odier,3 J.-F. Pinton,3 R. Volk,3 S. Fauve,2, † N.
Mordant,2 F. P´etr´elis,2 A. Chiffaudel,1 F. Daviaud,1 B. Dubrulle,1 C. Gasquet,1 L. Mari´e,1, ‡ and F. Ravelet1, §
1Service de Physique de l’Etat Condens´e, Direction des Sciences de la Mati`ere,
CEA-Saclay, CNRS URA 2464, 91191 Gif-sur-Yvette cedex, France
2Laboratoire de Physique Statistique de l’Ecole Normale Sup´erieure,
CNRS UMR 8550, 24 Rue Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France
3Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Sup´erieure de Lyon,
CNRS UMR 5672, 46 all´ee d’Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France
(Dated: October 25, 2006)
We report the observation of dynamo action in the VKS experiment, i.e., the generation
Il n’est pas nécessaire d’aller chercher des grandes questions conceptuelles pour trouver des problèmes passionnants incompris ou mal compris
Exemple : l’eau
Liquide très singulier : Le solide flotte sur le liquide Les températures de cristallisation et
d’ébullition sont anormalement élevées Sa chaleur spécifique est énorme (facteur 10
par rapport au fer) : stabilisation de la température de la terre
Pourquoi l’eau est-il ce solvant qui a permis la vie?
Liquide coopératif du point de vue diélectrique (constante diélectrique = 80, facteur 6 par rapport à la molécule isolée)
Cette polarisation donne aux liquides physiologiques (et à l’eau de mer) leur capacité à dissoudre de grandes quantités d’ions
Vitalité de la mécanique quantique
La technologie de notre temps est largement quantique, semi-conducteurs, lasers, supras, spintronique, horloges atomiques…
Intrication : non-séparabilité de la mesure , cryptographie quantique, information quantique, étude
des sauts quantiques sur une particule unique, étude de la décohérence…Piégeage radiatif, condensats de Bose-Einstein, rapprochement entre physique atomique et matière condensée.
La physique en action, exemple : “loi“ de Moore
Autre exemple : l’imagerie médicale
IRM fonctionnelle MEG TEP Microscopie électronique Scanner Rayonnemenr synchrotron Radioéléments
Physique et le vivant
La physique est-elle instrumentation ou méthode d’approche?
Manipulation de molécules biologiques uniques, Effet des fluctuations et robustesse Etude des moteurs moléculaires Etude des transitions avec brisure de symétrie dans
la physiologie (ex l’audition) Mécanique statistique du repliement des protéines
Pour finir…
Les objets d’étude de la physique se sont complexifiés et diversifiés
Aucun rapport de prospective n’avait prévu les découvertes majeures qui se sont produites dans l’année qui a suivi le rapport
Les technologies les plus innovantes de notre époque sont issues de la science la plus fondamentale
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