DEMAIN, LA PHYSIQUE

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DEMAIN, LA PHYSIQUE

• Alain Aspect, Roger Balian, Sébastien Balibar,
  Edouard Brézin, Bernard Cabane, Stephan Fauve,
  Daniel Kaplan, Pierre Léna,
• Jean-Paul Poirier, Jacques Prost (éditions
  O.Jacob 2004)

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Nombreux physiciens consultés

• T.Alleau, H. Alloul, H.Arribart, JC Bacri,
  G. Bastard, T. Braumberger, D. Bensimon, C.
  Berthier, J. Bibette, P. Binétruy, D. Bonn, JP
  Bouchaud, H. Bouchiat, C. Callan, P. Caseau, B.
  Castaing, M. Combarnous, F. Combes, P. Coullet,
  V. Courtillot, P. Coussot, C. Creton, H. Curien,
  J. Dalibard, T. Damour, R. Dautray, S. David, PG
  de Gennes, J. Dercourt, B. Derrida, P. Encrenaz,
  D. Estève, A.Fert

• M.Fink, JM Flaud, A. Georges, P. Grangier,
  S.Haroche, J. Iliopoulos, D. Jérôme, JF Joanny,
  S. Joussaume, J. Kurchan, F. Laloe, G. Laval, D.
  Le Bihan, H. Le Treut, C. Lorius, G. Martin, G.
  Mégie, G. Menjon, J. Meunier, M. Mézard, JF
  Minster, P. Nozières, H. Orland, JP Pouget, JL
  Puget, D. Quéré, F. Richard, E. Rosencher, D.
  Ruelle, A. Syrota, J. Teixeira, O. Thual

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La physique est une vieille science

• Est-elle en voie dachèvement et sommes nous en
  train de nous battre sur des détails?
• Défi de biologistes

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Les Houches 67 (PC Martin)

• La théorie des interactions nucléaires (faibles
  et fortes)
• La théorie des phénomènes critiques
• La turbulence
• .

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Les Houches 67 (PC Martin)

• La théorie des interactions nucléaires (faibles
  et fortes) la théorie électro-faible, QCD
• La théorie des phénomènes critiques Wilson et
  le groupe de renormalisation, de Gennes
• La turbulence chaos déterministe,
  lintermittence,
• .

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• Les avancées conceptuelles de de la science
  nintéressent-elles que les scientifiques?

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• Les avancées conceptuelles de de la science
  nintéressent-elles que les scientifiques?
• NON exemple lhistoricité du vivant (Darwin),
  de lUnivers (Einstein Hubble),
• De la Terre (Wegener, tectonique des plaques)

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Quelques exemples arbitrairement choisis

1. Cosmologie
2. Particules élémentaires
3. Géodynamo
4. Leau, liquide complexe
5. Un renouveau quantique
6. La physique du vivant

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La cosmologie
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De Cobe à WMAP
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• Ces résultats, obtenus grâce au satellite WMAP de
  la NASA, confirment les mesures des expériences
• Boomerang, Maxima et Archeops embarquées sur
  ballon stratosphérique.
• Elles montrent des oscillations correspondant
  aux pics acoustiques prédits par le modèle du Big
  Bang.

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Encore de lastrophysique

• Existence dun trou noir au sein de notre propre
  galaxie
• Découverte des exoplanètes
• Accélération de lexpansion de lUnivers (le
  problème de la constante cosmologique!!)

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• LUnivers visible ne représente que 3 du contenu
  énergétique (baryons, photons)
• 30 de matière noire dans les halos de galaxie,
  nature inconnue
• Près de 70 dénergie  noire 

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Le modèle standard

• Les trois interactions autres que
  gravitationnelles sont décrites par ce modèle,
  mais la cohérence interne ne permet pas de le
  considérer comme autre chose quune théorie
   effective  qui doit être corrigée à plus haute
  énergie (quand bien même la gravitation
  nexisterait pas).

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LHC

• Higgs
• Supersymétrie ?
• Dimensions supplémentaires?
• Surprises violemment espérées.

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Cordes all that

• Dimensions supplémentaires (mais mondes
  branaires ?)
• Rêve de lunicité semble perdu, myriade de
  solutions
• Paysage de multivers

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Trois petis nombres sans dimension incompris

• La constante de structure fine
• ???????????????????
• Le rapport me/mp 5,4
  ????
• Le rapport gravitation/Coulomb
• Gmemp /e??
  ?????

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Possibilités ouvertes par les cordes

• Violation du principe déquivalence
• Modification de la loi en 1/r2 à courte distance
• Les constantes de la nature sont-elles des
  constantes?
• Solution des théories de jauge en couplage fort

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La dynamo terrestre

• Lorigine du champ magnétique terrestre était
  pour Einstein lun des grands problèmes ouverts
  de la physique
• Geodynamo. Hypohèse instabilité spontanée, un
  champ magnétique induit des courants dans le
  liquide métallique, ces courants créent un champ
  qui renforce celui qui leur a donné naissance

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Generation of magnetic field by dynamo action in
a turbulent flow of liquid sodium

• R. Monchaux,1 M. Berhanu,2 M. Bourgoin,3, M.
  Moulin,3 Ph. Odier,3 J.-F. Pinton,3 R. Volk,3 S.
  Fauve,2, N.
• Mordant,2 F. Petrelis,2 A. Chiffaudel,1 F.
  Daviaud,1 B. Dubrulle,1 C. Gasquet,1 L. Marie,1,
  and F. Ravelet1,
• 1Service de Physique de lEtat Condense,
  Direction des Sciences de la Matiere,
• CEA-Saclay, CNRS URA 2464, 91191 Gif-sur-Yvette
  cedex, France
• 2Laboratoire de Physique Statistique de lEcole
  Normale Superieure,
• CNRS UMR 8550, 24 Rue Lhomond, 75231 Paris Cedex
  05, France
• 3Laboratoire de Physique de lEcole Normale
  Superieure de Lyon,
• CNRS UMR 5672, 46 allee dItalie, 69364 Lyon
  Cedex 07, France
• (Dated October 25, 2006)
• We report the observation of dynamo action in the
  VKS experiment, i.e., the generation

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• Il nest pas nécessaire daller chercher des
  grandes questions conceptuelles pour trouver des
  problèmes passionnants incompris ou mal compris

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Exemple leau

• Liquide très singulier
• Le solide flotte sur le liquide
• Les températures de cristallisation et
  débullition sont anormalement élevées
• Sa chaleur spécifique est énorme (facteur 10 par
  rapport au fer) stabilisation de la température
  de la terre

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Pourquoi leau est-il ce solvant qui a permis la
vie?

• Liquide coopératif du point de vue diélectrique
  (constante diélectrique 80, facteur 6 par
  rapport à la molécule isolée)
• Cette polarisation donne aux liquides
  physiologiques (et à leau de mer) leur capacité
  à dissoudre de grandes quantités dions

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Vitalité de la mécanique quantique

• La technologie de notre temps est largement
  quantique, semi-conducteurs, lasers, supras,
  spintronique, horloges atomiques
• Intrication non-séparabilité de la mesure ,
• cryptographie quantique, information quantique,
  étude des sauts quantiques sur une particule
  unique, étude de la décohérence
• Piégeage radiatif, condensats de Bose-Einstein,
  rapprochement entre physique atomique et matière
  condensée.

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La physique en action, exemple loi de Moore
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Autre exemple limagerie médicale

• IRM fonctionnelle
• MEG
• TEP
• Microscopie électronique
• Scanner
• Rayonnemenr synchrotron
• Radioéléments

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Physique et le vivant

• La physique est-elle instrumentation ou méthode
  dapproche?
• Manipulation de molécules biologiques uniques,
• Effet des fluctuations et robustesse
• Etude des moteurs moléculaires
• Etude des transitions avec brisure de symétrie
  dans la physiologie (ex laudition)
• Mécanique statistique du repliement des protéines

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Pour finir

• Les objets détude de la physique se sont
  complexifiés et diversifiés
• Aucun rapport de prospective navait prévu les
  découvertes majeures qui se sont produites dans
  lannée qui a suivi le rapport
• Les technologies les plus innovantes de notre
  époque sont issues de la science la plus
  fondamentale