Genève et Hambourg. Deux équipes d'élèves du secondaire, l'une du Praedinius Gymnasium de Groningue, aux Pays-Bas, et l'autre du West High School de Salt Lake City, aux États-Unis, ont remporté l'édition 2019 du concours Ligne de faisceau pour les écoles (BL4S). Ces équipes seront invitées en octobre au centre de recherche DESY1 situé à Hambourg, en Allemagne, afin d'y mener les expériences qu'elles ont proposées, aux côtés de scientifiques du CERN et de DESY.
Le concours Ligne de faisceau pour les écoles est une compétition internationale unique en son genre, ouverte aux élèves de secondaire du monde entier. Des équipes sont invitées à proposer une expérience à réaliser à l'aide d'une ligne de faisceau. Les lignes de faisceau fournissent un flux de particules subatomiques à un dispositif expérimental, permettant ainsi d'étudier une large gamme de propriétés et de phénomènes, et ce dans plusieurs disciplines scientifiques. De telles lignes sont disponibles dans des laboratoires tels que le CERN et DESY.
Depuis sa création en 2014, près de 10 000 élèves originaires de 84 pays ont participé à ce concours. Pour cette sixième édition, 178 équipes venant de 49 pays de différentes régions du monde ont soumis une proposition.
En raison du deuxième long arrêt des accélérateurs, à des fins de maintenance et d'amélioration, il n'y a actuellement aucun faisceau en circulation au CERN, ce qui ouvre des possibilités de construire des partenariats avec d'autres laboratoires, en l'occurrence avec DESY.
« Accueillir à DESY la finale du concours Ligne de faisceau pour les écoles est un grand honneur pour nous, a déclaré Helmut Dosch, président du Conseil d'administration de DESY. Nous avons hâte de rencontrer ces élèves brillants, dont les propositions ont été retenues et nous leur souhaitons une expérience enrichissante et fructueuse dans notre laboratoire. À DESY, nous nous attachons à encourager la prochaine génération de scientifiques, comme le projet Ligne de faisceau pour les écoles du CERN le fait si bien. »
« Tout le monde se réjouit d'accueillir les lauréats 2019 à DESY. C'est un nouveau chapitre qui s'ouvre dans l'histoire du concours, puisque la finale se déroulera pour la première fois dans un autre laboratoire de recherche. Comme toujours, les experts volontaires – plus de 60 spécialistes du CERN et de DESY – évaluent les propositions du point de vue de la créativité, de la motivation, de la méthodologie proposée, de la faisabilité et de la capacité de l'expérience proposée à creuser des concepts de la physique des particules moderne », explique Sarah Aretz, chef du projet Lignes de faisceau pour les écoles.
Les deux équipes gagnantes de l'édition 2019 étudieront les différences fondamentales entre la matière et l'antimatière. Lorsque des électrons de haute énergie entrent en collision avec une cible, par exemple un morceau de graphite, une partie de leur énergie produit des photons. Ces photons peuvent à leur tour se transformer en d'autres particules. À l'issue de ce processus, on obtient une gerbe de particules d'énergie plus faible. L'équipe Particle Peers du Praedinius Gymnasium de Groningue, aux Pays-Bas, se propose de comparer les propriétés des gerbes de particules issues d'électrons avec les propriétés de celles créées à partir de positons, l'antiparticule associée à l'électron.
« J'étais euphorique quand on m'a annoncé la nouvelle de notre victoire. Je n'arrive toujours pas à croire que nous allons avoir la chance de mener notre expérience auprès de scientifiques renommés et de rencontrer d'autres élèves qui partagent mon enthousiasme pour la physique », nous a confié Frederiek de Bruine, membre de l'équipe Particle Peers.
La proposition de l'équipe américaine « DESY Chain », du West High School de Salt Lake City, porte sur les propriétés des scintillateurs. Ces derniers sont des matériaux utilisés pour détecter les particules. L'équipe veut étudier les performances de ces scintillateurs et comparer leur sensibilité aux électrons et aux positons. Leurs résultats pourraient contribuer à développer des détecteurs de particules plus efficaces, pour un large éventail d'applications.
« Je suis tellement impatient à l'idée de travailler à DESY cet automne, c'est vraiment une chance unique. Je suis fier d'être membre de la première équipe des États-Unis à avoir gagné le concours BL4S, d'autant plus que cela va nous permettre d'avoir accès à du matériel et à des systèmes que je n'aurais jamais imaginé pouvoir même voir en vrai », a déclaré August Muller, membre de l'équipe DESY Chain.
Vingt équipes ont été présélectionnées et dix d'entre elles ont reçu une mention spéciale. C'est la deuxième fois qu'une équipe des Pays-Bas remporte le concours. Lors d'éditions précédentes, les équipes lauréates venaient d'écoles situées aux Pays-Bas, en Grèce, en Italie (deux fois), en Afrique du Sud, en Pologne, au Royaume-Uni, au Canada, en Inde et aux Philippines.
Le concours Ligne de faisceau pour les écoles est un projet du groupe Éducation, communication et activités grand public soutenu par la Fondation CERN & Société, qui reçoit des dons de particuliers, de fondations et d’entreprises. L'édition 2019 de ce projet est en partie financée par la Fondation Wilhelm et Else Heraeus, mais également par la Fondation Motorola Solutions, Amgen Switzerland AG, ainsi que le Fonds Ernest Solvay, géré par la Fondation Roi Baudouin.
Liste de présélection établie par des experts du CERN et de DESY :
A Light in the Darkness – États-Unis
Centaurus Warriors – États-Unis
Cosmic Conquerors – Thaïlande
DESY Chain – États-Unis
DESYners – États-Unis
JT/High Pawns – Pakistan
Jubarte Team – Brésil
Leftover Leptons – Inde
Magic Doubly Magic Nuclei – Pologne
My Little Positron – Australie
Particle peers – Pays-Bas
Raiders of the Lost Quark – Émirats arabes unis
RAM FAM – Australie
Salvo Krevas – Malaisie
Team John Monash Science School – Australie
The Baryonic Six – Suède
The Lumineers – Pakistan
The Weak Force – Afrique du Sud
Unstoppable SPAS – Chine
Young Researchers – Ukraine
Mentions spéciales :
Antimatter Tracker – Argentine
Cherenkoviously Brilliant – Royaume-Uni
EthioCosmos – Éthiopie
Kics Team – Soudan
Kleine Wissenschaftler – Iran
Observers of the microcosm – Ukraine
Quantum Minds – Mexique
SolarBeam – Thaïlande
Team Pentaquark – Bangladesh
YKS_Young Kurdish Scientists – Iran
Informations complémentaires :
Vidéo de l'équipe Particle peers, du Praedinius Gymnasium de Groningue (https://praedinius.nl/index.html), aux Pays-Bas : https://youtu.be/va1ZnjllFDk (en anglais)
Vidéo de l'équipe DESY Chain, du West High School de Salt Lake City (https://west.slcschools.org), aux États-Unis : https://www.youtube.com/watch? v=sdexfXt2o30 (en anglais)
Pour en savoir plus (liens en anglais)
http://beamline-for-schools.web.cern.ch
https://beamlineforschools.cern/2019-edition
Équipes lauréates des années précédentes : http://beamlineforschools.cern/bl4s-winners
1. DESY est l’un des plus éminents centres d'accélérateurs de particules au monde. Les scientifiques utilisent les installations de grande envergure de DESY pour explorer le microcosme sous tous ses aspects, des interactions entre les minuscules particules élémentaires jusqu'au comportement de nanomatériaux novateurs, en passant par les phénomènes vitaux qui se produisent entre les biomolécules, et les grands mystères de l'Univers. Les accélérateurs et les détecteurs développés et construits par DESY sur ses sites de Hambourg et de Zeuthen sont des outils de recherche uniques en leur genre. Le laboratoire DESY est membre de l'association Helmholtz. Il est financé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche de l'Allemagne (BMBF) (à hauteur de 90 %) et par les Länder de Hambourg et du Brandebourg (à hauteur de 10 %).