1 Acc Acc é é l l é é rateurs rateurs de de particules particules 8 Mars 2012, P. Roudeau (LAL Orsay) Qu’accélère t’on? Comment? Pour quoi faire? Particule: très petite partie, infime quantité d’un corps. Distinguer de: particule élémentaire qui est indivisible
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AccAccéélléérateursrateurs de de particulesparticules
8 Mars 2012, P. Roudeau (LAL Orsay)
Qu’accélère t’on?Comment?Pour quoi faire?
Particule: très petite partie, infime quantité d’un corps.
Distinguer de:particule élémentaire
qui est indivisible
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MasseMasse et et éénergienergie
Masse → Énergie : centrales nucléaires, soleilÉnergie → masse : collisions avec des
accélérateurs de particulesE=mc2
eV - keV: physique atomique, chimieMeV (106 eV): physique nucléaire
GeV(109 eV), TeV: physique des particulesm(proton)~1 GeV
Dans 3 g d’hydrogèneIl y a autant d’énergie
que celle fourniepar 1 réacteur nucléaire
en 1 journée« fabriquer » de la matière
demande beaucoup d’énergie
1g de protons~6 1023 protons
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ParticulesParticules accaccéélléérrééeses
-protons (et anti-protons)-noyaux d’atomes (ions)-électrons (et positrons)
particulesstables et chargées
taille d’un atome ~ 10-10 mtaille d’un noyau ~ 100 000 fois moins99,9% de la masse est dans le noyau
-pourquoi Qe=-Qp?-pourquoi 3 familles?-où est passée l’antimatière?-d’où vient la masse ?-de nouvelles particules doiventapparaître si E>1000 Gev.-qu’est-ce que la matière noire?…… etc
LHC
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ExpExpéériencerience ATLAS au LHCATLAS au LHC
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QuelquesQuelques utilisationsutilisations des des accaccéélléérateursrateurs- sources de lumière- fabrication de substances radioactives- incinération de déchets nucléaires ultimes- traitements médicaux- métallurgie- musées- …
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SourcesSources de de lumilumièèrereToute charge accélérée rayonne
- étude de la structure de la matière à l’échelle de l’atome ou de la molécule- étude de la structure de molécules complexes en 3D (médicaments)- détection de traces de polluants dans le sol, l’eau, …- mise au point de nouveaux matériaux ou de nouvelles structures de surface- étude de réactions chimiques complexes (cosmétiques, …)- analyse d’objets anciens (métaux, cosmétiques, œuvres d’art, …)
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SourcesSources de de lumilumièèrereCLIO (Centre Laser Infrarouge d’Orsay)
ThomXSource intense de rayons X produitspar collision entre des électrons et desphotons d’un laser.
Sources intenses,pulsées
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AutresAutres applicationsapplications
Production d’isotopes médicaux(cyclotron Arronax de Nantes)
Transmutation de déchetsnucléaires
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AutresAutres applicationsapplications
Soudures avec desfaisceaux d’électrons
L’énergie des électrons sert àchauffer et à fondre le métal.