Cette « leçon » fait partie d’une série qui sera développée en concertation avec quelques enseignants de Haute-Savoie (année scolaire 22/23) puis évaluée avec leurs classes (année scolaire 23/24).
Thème et développements propres à la physique des hautes énergies
Utilisé de façon constante dans notre présentation de la physique des particules au CERN, le champ magnétique n’est pas au programme ! Il sera donc introduit, avec un degré croissant de détails en fonction du niveau de la classe.
Pour la physique des particules, les informations principales sont : liens entre la circonférence d’un accélérateur, la force des aimants et l’énergie maximum d’un faisceau (les projets LHC et FCC en donnent un illustration simple). Nombre de protons dans la machine (luminosité). Perte d’énergie à cause de la courbure. Complexe d’accélérateurs du CERN.
Notions scolaires [ à développer/vérifier auprès des enseignants ]
Atome d’hydrogène, ionisation. Electron, proton.
Mouvement d’une particule chargée dans les champs électrique et magnétique. La rigidité augmente avec l’énergie.
Addendum ? La notion de force peut être étendue en comparant la description classique à celle du modèle standard (échange de photons et, plus généralement, de bosons).
L’atelier
Démonstrations simples : une maquette imprimante 3D du thoroïde d’ATLAS est en cours de fabrication. Pour le champ électrique, le célèbre « salad bowl accélérateur » peut être utilisé.
TP plus fouillés : un dispositif de « boule à électron » est envisagé, ou le tube de Crookes du laboratoire.