Les lasers.

Depuis l'invention du premier laser en 1960, la diversité des lasers en couleurs, taille ou

puissance n'a fait que croître. Les plus petits lasers sont si minuscules qu'on ne peut les

voir qu'au microscope, les plus gros consomment autant d'électricité qu'une ville moyenne.

Tous les lasers ont la faculté d'émettre des rayons d'une lumière inconnue dans la nature,

qui forment de minces pinceaux d'une couleur pure, et que l'on peut concentrer sur un petit

foyer. Ils exploitent la possibilité, prévue par Einstein, de multiplier les photons, qui

sont les particules formant la lumière, dans un matériau bien choisi. Les caractéristiques

des lasers, fort différentes de celles des lampes ordinaires, leur ont ouvert des

utilisations très variées. En délivrant sa puissance de façon localisée, l'outil laser est

capable de percer, découper et souder avec vitesse et précision. Il est aussi utilisé en

médecine où il remplace les bistouris les plus précis et cautérise les coupures. Ce sont des

lasers circulant dans des fibres optiques, fins cheveux de verres dont le réseau couvre

maintenant le globe terrestre, qui transportent maintenant les conversations téléphoniques

et les données sur Internet. Le laser intervient aussi dans les analyses les plus fines, en

physique, en chimie ou en biologie, où il permet soit de manipuler les atomes ou les

molécules individuellement, soit de véritablement déclencher et photographier des réactions

chimiques ou biologiques. Il identifie les molécules qui composent l'air et beaucoup de

grandes villes s'équipent de lasers spéciaux pour détecter la pollution à distance. Les

sciences et techniques d'aujourd'hui vivent à l'heure du laser. Beaucoup pensent que le XXIe

sera celui de l'optique, et ceci, grâce au laser.

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Ondes progressives, ondes stationnaires (1965)

Etudes, à l'aide de la corde vibrante et de schémas animés, de la propagation des ondes de

déformation, de la réflexion d'une onde sur un obstacle fixe, ondes progressives, ondes

stationnaires.

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Les neutrinos dans l'Univers.

Notre corps humain contient environ 20 millions de neutrinos issus du big bang, émet quelques milliers de neutrinos liés à sa radioactivité naturelle. Traversé en permanence par 65 milliards de neutrinos par cm2 par seconde venus du Soleil, il a été irradié le 23 février 1987 par quelques milliards de neutrinos émis il y a 150000 ans par l'explosion d'une supernova dans le Grand Nuage de Magellan. Les neutrinos sont également produits dans l'interaction des rayons cosmiques dans l'atmosphère ou dans les noyaux actifs de galaxies… Quelle est donc cette particule présente en abondance dans tout l'Univers où elle joue un rôle-clé ? Inventé par W.Pauli en 1930 pour résoudre le problème du , le neutrino fut débspectre en énergie des électrons dans la désintégration couvert par F.Reines et C.Cowan en 1956, auprès du réacteur nucléaire de Savannah River (Caroline du Sud). Il n'a plus depuis quitté le devant de la scène, que ce soit chez les physiciens des particules, les astrophysiciens ou les cosmologistes. Cette particule élémentaire, sans charge électrique, n'est soumise qu'à l'interaction faible, ce qui lui permet de traverser des quantités de matière importantes sans interagir. En 1938, H.Bethe imaginait que des réactions nucléaires de fusion étaient au coeur de la production d'énergie des étoiles, en premier lieu le Soleil. Dans les années 60, les astrophysiciens se lancent dans la construction de modèles solaires et des expérimentateurs dans la construction de détecteurs pour les piéger. Il a fallu attendre 2002 pour comprendre que le déficit de neutrinos solaires observé (le célèbre "problème des neutrinos solaires") était dû à un phénomène lié à la mécanique quantique, appelé l'oscillation des neutrinos. La mise en évidence de cette oscillation a apporté la preuve décisive que les neutrinos avaient une masse non nulle. Nous ferons le point sur cette particule fascinante après les découvertes récentes.

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La mécanique des fluides.

La dynamique des fluides est un sujet qui s'applique largement : en biologie, en géophysique et en astrophysique, en océanographie et en météorologie, ainsi qu'en génies chimique, nucléaire, aéronautique, hydraulique et en écologie. Dans tous ces contextes, le fluide, qui est soit en phase liquide, soit gazeuse, soit sous forme de plasma (gaz ionisé), est traité comme un milieu continu représenté par les champs de densité, de pression et de vitesse satisfaisant la fameuse équation de Navier-Stokes. Cette équation décrit des phénomènes se produisant sur une très grande gamme d'échelles de longueur, allant de l'échelle ‘sub-micron' des phénomènes biologiques à un extrême, jusqu'à l'échelle ‘super-parsec' des phénomènes cosmologiques et astrophysiques à l'autre. Nous présenterons un point de vue sur ces phénomènes et discuterons en particulier l'effet dynamo, qui correspond à l'auto-excitation du champ géomagnétique due aux mouvements se produisant dans le noyau liquide terrestre, problème classique pour lequel des progrès remarquables ont été réalisés depuis ces cinq dernières décennies. Deux aspects de ce problème peuvent être illustrés par des phénomènes analogues, mais plus simples, provenant de la dynamique des corps rigides. Tout d'abord, l'auto-excitation d'un champ magnétique dans un fluide conducteur est associée à la chiralité de l'écoulement turbulent, propriété que possède le ‘rattleback', toupie asymétrique qui présente un curieux comportement quand on la fait tourner sur une table. Nous montrerons ensuite que l'instabilité dynamo est dissipatrice par nature, car il faut de la dissipation par effet Joule pour permettre l'intensification du champ magnétique, ceci sur l'échelle du temps de dissipation qui est de l'ordre de 10,000 ans dans le contexte terrestre. L'instabilité dissipatrice peut être illustrée par le phénomène familier de ‘l'oeuf montant'. La conférence sera agrémentée par quelques démonstrations simples de ce genre d'instabilités.

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