PHYSIQUE- SCIENCE OFFICIELLE
A LA RECHERCHE DES SECRETS DU BIG BANGAvec l'aide de l'accélérateur de particules le plus puissant jamais construit, les scientifiques espèrent faire apparaître des particules ou des états de la matière encore inconnus. Un voyage aux origines des temps en compagnie des meilleurs physiciens.
Quelle est l'origine du monde ? De quoi sommes-nous faits ? Pour répondre à cette interrogation fondamentale, plus de deux mille physiciens, parmi les meilleurs du monde, travaillent à Genève sur la plus ambitieuse et la plus chère - 3,8 milliards d'euros - des expériences scientifiques : recréer les conditions qui prévalaient dans l'univers un centième de milliardième de seconde après le big bang, grâce au LHC (Large hadron collider ou Grand collisionneur de hadrons), l'accélérateur de particules le plus puissant jamais construit. | COMBIEN PESE UN NUAGELes nuages contiennent d'énormes quantités d'eau. Comment font-ils pour ne pas nous tomber sur la tête, comme le redoutaient nos ancêtres les Gaulois ? Comme se forment-ils ? Comment se déplacent-ils ? Les bases de la météorologie, science des phénomènes atmosphériques. | EINSTEIN - LA THEORIE DE LA RELATIVITE ET LE MYSTERE DE L HORLOGEEn 1915, Einstein introduisit la théorie de la relativité générale dans laquelle il considère des corps accélérés les uns par rapport aux autres. Son but initial était d'expliquer les divergences apparentes entre les lois relativistes et la loi de la gravitation. Il adopta alors une nouvelle approche du concept de gravité, fondée sur le principe de l'équivalence.
D'après ce principe, les forces de gravitation sont en tout point équivalentes aux forces d'accélération. Ainsi, dans une expérience, il est théoriquement impossible de différencier les deux types de forces. D'après la théorie de la relativité restreinte, une personne située dans une voiture qui roule sur une route lisse ne peut pas savoir si elle est au repos ou animée d'un mouvement uniforme. Selon la théorie de la relativité générale, lorsque la voiture est accélérée, ralentie, ou engagée dans un virage, l'occupant ne peut savoir si les forces produites sont dues à la gravitation ou à l'accélération. | LA CREATION DU MONDELa terre et le système solaire, Europe satellite de Jupiter, Titan satellite de Saturne, L'univers au delà de notre système solaire, Notre galaxie et les autres galaxies, L'univers et son passé, Quelques repères sur l'histoire de l'univers, La naissance de la terre, Il y a 10 milliards d'années, Le big bang, Le mur de Planck, Avant le big bang, L'univers dans 1 à 5 milliards d'années | LA PHYSIQUE QUANTIQUE - GRANGIER PHILIPPEConférence donnée à Paris le 17 juin 2005 dans le cadre de « l’Université de tous les savoirs » Philippe Grangier décrira des expériences permettant de mettre en évidence des propriétés simples et fondamentales de la physique quantique, comme l'existence de superpositions linéaires d'états, ou celle d'états -enchevêtrés- ou -intriqués-.
Il montrera ensuite comment de tels états peuvent être utilisés dans le domaine très actif de -l'information quantique-, pour réaliser des dispositifs de cryptographie parfaitement sûrs, ou pour effectuer certains calculs de manière potentiellement beaucoup plus efficace qu'avec des ordinateurs usuels. | LA QUATRIEME DIMENSION - FILM DE M.A.SAINTE.LAGUELa géométrie des espaces de dimension 4 n'est bien sûr qu'un début car il existe des espaces de dimension 5, 6... et même infinie ! Conçues initialement comme de pures abstractions, la physique contemporaine les utilise largement. La théorie de la relativité d'Einstein utilise un espace-temps de dimension 4. Un point de cet espace-temps est décrit par trois nombres qui décrivent une position et par un quatrième qui décrit un instant. | LE MONDE QUANTIQUE AU TRAVAIL - L OPTOELECTRONIQUEL'optoélectronique est une discipline scientifique et technologique qui a trait la réalisation et l'étude de composants mettant en jeu l'interaction entre la lumière et les électrons dans la matière. Ces composants, qui permettent de transformer la lumière en courant électrique et réciproquement, sont des instruments privilégiés pour comprendre le nature de la lumière et des électrons. Il est donc peu étonnant que ce soit le tout premier composant opto-électronique (la cellule photoélectrique) qui soit à l'origine de la découverte d'Albert Einstein de la dualité onde-corpuscule. | LE TEMPS VITE ! - LA FLECHE DU TEMPSLe temps est-il réversible ? Pourquoi les phénomènes macroscopiques se déroulent toujours dans le même sens ? Et à l'inverse, pourquoi certains phénomènes microscopiques peuvent-ils se dérouler dans les deux sens ?
Un immeuble qui s'écroule ne peut se reconstruire. C'est ce qu'on appelle -la flèche du temps-. Depuis le 19ème siècle, physiciens, mathématiciens, biologistes tentent de comprendre ce phénomène. Peut-on remonter le temps ? La nature peut défaire ce qu'elle a fait sans aucun problème alors pourquoi pas nous ?
-La flèche du temps- régit les lois physiques et métaphysiques du monde. Ce film, introduit par Umberto Eco, explique concrètement ce concept complexe. | LE TEMPS VITE ! - LA MESURE DU TEMPSLe temps est un flux continu, pour le mesurer, il faut le sectionner. Heures, minutes, secondes, l'humanité a mis longtemps à parvenir à ces concepts. Comment en est-on arrivé à une telle précision ?
La division du temps en unités précises n'existe pas dans la nature, l'homme a du les créer mathématiquement. Astronomes et hommes d'églises ont très rapidement eu besoin de quantifier le temps. Pour mesurer le déplacement des étoiles ou le temps des prières… Puis l'homme a eu besoin de plus de précision. Sabliers, horloges mécaniques, montres à quartz, l'évolution de la mesure du temps est sans limite ou presque.
Ce film retrace cette aventure en mettant l'accent sur les grandes inventions horlogères. | LES AMPHIS DE FRANCE 5 - ESPACES HERMITIENS REELS ET COMPLEXES- De la géométrie avant toute chose - ! Les espaces hermitiens (du nom de
Charles Hermite, mathématicien français de la fin du siècle dernier) sont les
généralisations de l’espace de la géométrie classique en le complexifiant. L’analogie que
les mathématiciens avaient observée entre le calcul sur les série de Fourier avec cette
orthogonalité qui apparaissait sur les exponentielles complexes les poussa à dégager le
concept de produit scalaire abstrait. Il est donc essentiel de savoir que les fonctions vont
apparaître naturellement dans ce contexte. Les exercices proposés couvrent les points
clefs du programme. Cette séquence est très importante car elle prépare aussi les outils
des futurs physiciens qui feront de la mécanique quantique, une des théories les plus
spectaculaires par sa pertinence de la description de la réalité des particules élémentaires. | LES AMPHIS DE FRANCE 5 - JEUNESSE DES ATOMES FROIDSDe jeunes chercheurs des sept laboratoires ou instituts d'Ile-de-France spécialisés dans la manipulation des atomes à basse température, évoquent les principales expériences en cours dans leurs équipes, dans la continuité des découvertes de Claude Cohen-Tannoudji, prix Nobel de physique, depuis les premiers condensats de Bose-Einstein obtenus en 1995 jusqu'aux développements les plus récents. | LES AMPHIS DE FRANCE 5 - LE TEMPSEn dépit de sa familiarité, la notion de temps suscite nombre de difficultés dont le nombre grandit, à mesure que l'on tente de l'analyser. Par exemple, il est très difficile de définir le temps. Pourtant, les physiciens sont parvenus à faire du temps un concept opératoire. | LES AMPHIS DE FRANCE 5 - PHYSIQUE ET COSMOLOGIEL'équipe scientifique du satellite WMAP a annoncé récemment les résultats très attendus de leur cartographie des anisotropies du fond de rayonnement cosmologique.
Les caractéristiques de ce fond confirment un modèle cosmologique minimal, dit -de concordance-. Dans ce modèle, la géométrie spatiale de l'Univers est plate, la densité est dominé à plus des 2/3 par un terme d'énergie noire, le reste étant pour l'essentiel sous forme de -matière noire-. Ces résultats sont à la fois un défi pour la physique théorique contemporaine et une chance, qui permet d’envisager le dépassement du cadre de pensée actuel. | LES AMPHIS DE FRANCE 5 - POLYNOME ANNULATEUR D UN ENDOMORPHISMEL’approche moderne de la réduction passe par l’utilisation des polynômes
annulateurs. Le théorème d’Hamilton Cayley bien connu affirme que tout endomorphisme
annule son polynôme caractéristique : il donc naturel de se demander quels sont tous les
polynômes qui ont cette propriété et en particulier le « meilleur d’entre eux » au sens du
degré minimum. Tout le jeu va consister à basculer les résultats sur les polynômes qui
annulent l’endomorphisme f sur l’espace vectoriel : on obtiendra par exemple des
décompositions en somme directe à partir du théorème de Bezout. | NATIONAL GEOGRAPHIC - LA FIN DE L UNIVERSEmbarquement pour un voyage incroyable à travers le cosmos, pour y découvrir trois théories qui présentent les forces qui pourraient détruire l'univers.
Au début du XXe siècle, Albert Einstein publie la théorie de la relativité, qui bouleverse les connaissances des physiciens sur le cosmos. Depuis ses travaux, les scientifiques sont persuadés que l'univers va mourir. En moins d'un siècle, les chercheurs ont fait des progrès considérables, qui leur permettent notamment de dater la naissance de l'univers et d?avancer des hypothèses sur les raisons de sa future destruction. Ce documentaire révèle trois théories, qui prévoient la fin de l'univers d'ici quelques cinq milliard d'années. | ONDES DE CHOCSelon l’usage courant, un choc est une transition brutale, non-progressive, sans intermédiaire. On peut définir cette idée d’une façon mathématique, formellement rigoureuse, avec la notion de continuité. Par définition, on peut toujours trouver entre deux points d'un espace continu des points intermédiaires. Pour le mathématicien, un choc sera donc une transition discontinue.
L’existence des chocs semble incompatible avec un principe de Leibniz : la Nature ne fait pas de sauts. Des observations courantes semblent contredire ce principe. La transition spatiale à l’interface entre un liquide et sa vapeur est semble-t-il assez brutale. Ou bien il y a du liquide ou il y a de la vapeur, et on passe brutalement de l’un à l’autre. La vérité n’est pas si simple. On peut modéliser l’interface liquide-vapeur par une transition continue où la concentration des molécules (ou leur probabilité de présence) passe continûment de sa valeur dans le liquide à celle dans la vapeur. Plus généralement, pour tout modèle discontinu, on peut trouver un modèle continu qui lui est très semblable (aussi semblable qu’on le veut). La distinction entre continuité et discontinuité n’a donc pas beaucoup de sens au point de vue de la physique expérimentale. On peut choisir les modèles qu’on veut. Cela dépend seulement de ce qu’on veut en faire. Mais au point de vue mathématique, le principe de Leibniz est assez juste : tout ce qui existe peut être décrit avec des fonctions.
Une onde au sens physique c’est un champ. La surface agitée (sans éclaboussure ni déferlement) d’un lac en est un exemple assez intuitif. La hauteur d’eau peut varier dans l’espace (la surface du lac) et dans le temps. Le mouvement de la surface est décrit mathématiquement par une fonction h de trois variables x, y et t. h(x,y,t) est la hauteur d’eau au point (x,y) à l’instant t.
Une onde de choc, c’est un champ où il y a une transition spatiale discontinue en mouvement.
Dans le cas de la surface du lac, une onde de choc serait un mur d’eau qui se déplace (une sorte de raz de marée). | UNE SECONDESavez-vous que la seconde est la plus précise des unités de mesure ? Les progrès réalisés dans la physique moderne ont permis d'atteindre cette précision extrême. Lorsque vous téléphonez à l'horloge parlante, c'est une horloge atomique qui vous répond! Une telle précision conduit à s'interroger sur ce qui sert de référence à la mesure du temps. Qu'est-ce que le temps universel ? Comment synchronise-t-on différentes horloges ? En répondant à ces questions, cette emission vous fait voyager autour de la planète, en avion comme en voilier, mais aussi de la physique atomique jusqu'au système GPS, en passant par l'astrophysique et la relativité générale. | VOYAGE AU COEUR D UN TROU NOIR Grâce à des modèles numériques inédits, voici la description d´un voyage à la rencontre de l´astre le plus mystérieux ... du cosmos. Une expérience virtuelle peuplée d´étranges phénomènes La traversée interstellaire a duré quelques années. Et soudain, il est là, devant nous : un vaste trou noir semblable à un vortex, crachant des fontaines de matière azurée. Nous touchons enfin au but. Notre excursion est terminée. Ce voyage imaginaire vers un trou noir nous est presque familier. Et pourtant, il est contraire aux lois de la physique, comme l´explique Alain Riazuelo, astrophysicien à l´Institut d´astrophysique de Paris. | 
