Le programme de physique de terminale S introduit la fascinante théorie de la relativité d’Einstein. Ce chapitre passionne chaque année les élèves. Ils découvrent que lorsqu’un objet se déplace très vite, le temps pour lui est ralenti ! Mais comment faire pour expérimenter sur la relativité ? Il faut pour cela atteindre des vitesses supérieures à 1km/s. Impossible au sol Mais il existe une possibilité. Étudier les particules cosmiques.
Un groupe de 16 élèves du lycée Palissy est parti en quête des rayonnements cosmiques frappant notre planète à chaque instant. Notre planète est bombardée par des particules de très haute énergie en provenance de l'espace. Ces collisions produisent des gerbes de particules, dont certaines peuvent être détectées: les muons. Et ces muons voyageant à des vitesse proches de celle de la lumière, vivent 30 fois plus longtemps qu’au laboratoire. C’est la dilatation du temps prévue par la théorie de la relativité. Pour étudier ces particules, il faut un détecteur.
Pour la troisième année consécutive, un groupe de 15 élèves du lycée Palissy est parti en quête des rayonnements cosmiques frappant notre planète à chaque instant. Notre planète est bombardée par des particules de très haute énergie en provenance de l'espace. Ces collisions produisent des gerbes de particules, dont certaines peuvent être détectées: les muons. Mais pour cela il faut un détecteur.
Le centre d'études nucléaire de Bordeaux Gradignan a prêté aux élèves une mallette de détection COSMIX. Ce projet vise à mettre à disposition des lycées des détecteurs de muons du rayonnement cosmique très simples d’utilisation. Ces détecteurs mettent à profit le « recyclage » de barreaux de scintillateur d’iodure de Césium (CsI) et leur électronique associée, utilisés précédemment pour des tests avant le lancement du télescope spatial à rayons gamma Fermi-LAT en 2008. Ces barreaux sont exactement similaires à ceux équipant le calorimètre du Fermi-LAT, mesurant l’énergie des rayons gamma. Le détecteur est robuste, léger, facilement transportable dans une petite mallette et ne nécessite qu’un câble USB pour son alimentation.
Le nombre de muons dépend de l'altitude. Plus on est haut, plus il y a de particules détectées. Pour faire une étude statistique de ce phénomène, les élèves ont fait voyager leurs expériences du lycée d'Agen (situé à 47 m d'altitude), jusqu'à Saint Lary (803 m ) puis Soulan (1283 m) et le Plat d'Adet, ce dimanche 13 janvier 2019. Il ont parcouru les chemins de randonnée au dessus de Saint Lary, dans la neige et sous la neige, pour accumuler des résultats à des altitudes différentes.
Ils étaient accompagnés par 2 professeurs de physique, Carole Simeau et Jean-Michel Laclaverie, ainsi que de Pauline Amillastre, agent de laboratoire. Les premiers résultats sont concluants. Le nombre de particules détectées augmente bien avec l'altitude. Le rayonnement cosmique est donc plus dangereux en altitude qu'à Agen
Il reste maintenant des heures de travail pour exploiter en classe les nombreuses données collectées. Ce type de projet motive les élèves et les encourage à poursuivre des études scientifiques.
Mercredi 6 décembre 2017
Lucas Perez, Baptiste Micheli, et Léa Cabrol, porteurs du projet sur les rayons X sélectionné pour la finale nationale.
Au cours de l'année 2016/2017 nous avons décidé de participer à l’IVSS (International Virtual Science Symposium) porté par le « GLOBE PROGRAM ».
Il s’agissait de présenter un projet en relation avec l’étude de la Terre au sens large.
Le thème choisi permettait d'aborder l'étude des impacts du réchauffement climatique au niveau local – ainsi qu’au niveau européen – par l’utilisation de données météos. Résultat de quatre mois de travail, notre projet a été distingué parmi 147 autres (deux primés aux USA et deux primés pour le reste du monde). Le voyage a pu être organisé grâce au prix reçu (2000$) de notre partenaire, le CNES (2000 €), de l’établissement, des fédérations de parents d’élèves et de l’Association des anciens élèves de Palissy, et bien entendu des parents.
Fin juillet, deux élèves, Clara Lanceraux et Justine Micheletti, se sont envolées avec leur professeur pour New York afin de se rendre à New Haven dans le Connecticut pour présenter leur projet.
Les 240 participants du monde entier se sont retrouvés à l’université d’État du Connecticut et, dès le 31 juillet, tous les élèves présents ont soutenu leur projet au cours de la soirée devant les scientifiques et les professeurs accompagnateurs. Nos deux élèves ont défendu avec succès les couleurs de la France dans ce challenge !
Le 1er août, après avoir reçu des consignes et révisé des protocoles scientifiques de mesures, nos élèves se sont rendues sur une île (Outer Island) pour collecter des données.
Une soirée pizza leur a permis de faire plus ample connaissance avec les autres élèves présents… et de remporter un certain succès auprès des Texans.
Le 2 août a été réservé à l’analyse des données et la préparation de leur présentation ainsi qu’à la visite des locaux de l’université.
La soirée s’est poursuivie par la visite du Yale Peabody Museum, un musée très riche avec notamment des squelettes de dinosaures complets.
Le dernier jour, nos élèves, en collaboration avec un Texan, ont présenté aux scientifiques et aux professeurs les résultats de leurs investigations menées sur Outer Island. Une bonne occasion supplémentaire pour pratiquer la langue anglaise…
Nous avions prévu une journée préalable avant le meeting pour découvrir New York, une journée très appréciée par Justine et Clara. Finalement cette petite semaine passée aux USA a été très enrichissante et nos deux élèves, conquises, ne voulaient plus repartir !
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Articles scientifiques rédigés par les 1ères S2
Chaque trimestre des élèves de la classe de 1ère S2 publieront un article sur un sujet scientifique en lien plus ou moins direct avec le voyage qu'ils effectueront en mai en Provence. Ce travail sera prolongé par la publication d'articles de presse dans Le Petit Bleu et l'enregistrement d'une émission sur Radio Bulle.
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