mini-dossiers - Collège de Maisonneuve

Projet Culture Scientifique
Julie Descheneau, département de physique
Collège de Maisonneuve
Voici un aperçu des mini-dossiers ( remis par les étudiants de Physique NYC des
groupes 6,7,8 de la session d’hiver 2008.)
Pour en savoir plus sur un sujet, double-cliquez sur l’image du résumé (pages suivantes)
et le document s’ouvrira.

DESJARDINS-D., Daphnée,
HAMEL, Élyse
et
LEFEBVRE, Myriam
La Terre est pourvue d’un champ magnétique qui influence la vie des organismes
vivants. Saviez-vous que celui-ci s’est déjà inversé il y a 780 000 ans et que cela pourrait
se reproduire d’ici 2000 ans? Il intéressant de noter les divers impacts qu’auraient un tel
phénomène. Celui-ci peut être provoqué de deux manières différentes. Certains
scientifiques affirment que l’inversion des pôles sera spontanée et d’autres croient qu’elle
sera due à l’impact d’une comète. Suite à cette collision, les pôles pourraient s’inverser
ou retourner tout simplement à leur origine. Mais tous s’entendent pour dire que peu
importe la manière dont le champ se déplace, il y aura d’abord une absence de champ
magnétique pour une durée approximative de quelques semaines. Selon des spécialistes,
cette absence entraînerait la disparition de la protection de la ceinture magnétique de la
Terre. Suite à cette disparition, les vivants ne seraient plus protéger contre les
bombardements cosmiques. Ceci pourrait provoquer l’extinction de plusieurs espèces ou
la création de nouvelles espèces par mutation génétique.
Cette inversion affecterait particulièrement certains animaux qui s’orientent grâce
au champ magnétique. Nous nous sommes penchées sur le cas des pigeons voyageurs et
des oiseaux migrateurs, mais nous aurions pu vous parler des abeilles, des baleines, des
tortues de mer et même de certaines bactéries. Contrairement aux humains, les pigeons
possèdent réellement un sixième sens. En effet, il ne s’oriente pas seulement avec la
vision et l’olfaction, mais aussi avec le sens magnétique. Après plusieurs expériences, des
scientifiques ont émis l’hypothèse que des microcristaux de magnétites situés dans la
boîte crânienne sont la cause de leur sensibilité magnétique. Les oiseaux migrateurs n’ont
pas seulement le sens magnétique, ils ont aussi une sensibilité aux différentes longueurs
d’onde de la lumière. Par exemple, lors d’une expérience un chercheur a remarqué que
les rouges-gorges qui étaient éclairés par de la lumière jaune étaient désorientés pour leur
migration. La lumière dérange leur perception magnétique ce qui les faits déviés de leur
trajectoire habituelle. De plus, l’intensité de la lumière les fait tous converger vers une

GAGNÉ, Antoine
GERARDI, Savannah
LABERGE GOUPIL, Mathieu
L’antimatière
Le sujet de notre recherche scientifique, dans le cadre du cours de physique NYC,
n’est certainement pas un phénomène que tous reconnaissent. L’antimatière suscite beaucoup
d’intérêt au sein des sociétés scientifiques.
Sur la planète Terre, nous sommes entourés et constitués de matière. Cette dernière
porte une charge. Le terme « antimatière » a été choisi pour ce phénomène pour indiquer
qu’elle est entre autres l’opposé de la matière. Ceci signifie que l’antimatière porte une
charge de signe contraire de la charge de la matière. Il est important de mentionner que la
matière est sur terre et que l’antimatière est dans l’Univers, à l’au-delà de notre « visibilité ».
Par contre, de nombreuses théories affirment que l’Univers est constitué de plus de matière
que d’antimatière. Une explication qui puisse soutenir ce fait n’a pas encore fait surface dans
le domaine des sciences physiques, mais plusieurs croient que ce problème soit originaire du
Big Bang. Lors de cette « explosion », la matière et l’antimatière étaient présentes à quantité
égales. Pour une raison encore ignorée, la quantité de matière aurait pris le dessus sur celle de
l’antimatière.
La matière, étant caractérisée par des particules positives (les protons) et des particules
négatives (les électrons), est l’opposé de l’antimatière (comme mentionné ci-haut). Ceci nous
indique donc que les protons (+) de la matière deviennent négatifs (les antiprotons) dans
l’antimatière et que les électrons (-) de la matière deviennent positifs (les positrons) dans
l’antimatière. La réaction matière-antimatière occasionne un très grand dégagement d’énergie
suivant E=mc2. La matière et l’antimatière, une fois en contact, s’annihilent. Cette
transformation de l’énergie a lieu lorsqu’une particule de la matière rencontre son opposé de
l’antimatière (exemple : positron + électron = ÉNERGIE). Cette réaction devrait égaliser les
quantités de matière et d’antimatière existantes dans l’Univers, mais ce n’est tout de même
pas le cas.
Résumé de l’article 1
Des chercheurs ont découvert que le centre de la voie lactée émet 511 KeV d’énergie
sous forme de photons gamma. Cela correspond exactement à l’énergie émise par
l’annihilation d’un électron par son antiparticule : le positron. Des chercheurs ont donc tenté
de découvrir l’origine de la quantité immense d’antimatière nécessaire pour que ce
phénomène ait lieu. Ils ont tout d’abord posé l’hypothèse de la matière noire. Pour quelle soit
confirmée, le centre de la galaxie devait être symétrique au niveau énergétique. Ces les
positrons pouvaient provenir de l’annihilation de particules exotiques de matière noire dans le
halo central symétrique de la galaxie. Il pouvait s'agir de neutralinos, ou de particules
massives de Kaluza-Klein, de mini trous noirs ou de supernovas. Or, le satellite a révélé un
flux deux fois plus intense d’un coté du centre galactique que de l’autre. Des astres de la
classe binaire X seraient donc les sources plus probables de l’antimatière. Ils sont composés
d’un soleil équivalent au notre et d’un trou noir ou une étoile à neutrons.

Le point sur… la radiothérapie :
La radiothérapie est une technique qui permet de soigner divers types de cancer.
Le principe est de bombarder tumeur et ganglions satellites à l’aide de rayons
électromagnétiques pour que le matériel génétique détruit empêche la régénération des
cellules malades. Les rayons X sont produits par un accélérateur de particules qui
augment la vitesse des électrons. Les électrons sont freinés par une cible de Tungstène
qui permet de convertir l’énergie en rayon X. L’utilisation des électrons est dû au fait
que ces particules peuvent passer à travers les tissus et s’arrêter en fonction de leur
énergie. De plus, le Tungstène est utilisée parce qu’il permet de prolonger cette distance.
Ensuite, un obturateur en plomb est utilisé pour formé le rayon à celle de la tumeur pour
diminuer le nombre de cellules saines touchées. Avant d’agir sur la tumeur, les
cancérologues doivent la localiser. Ils disposent de diverses méthodes comme la
curiethérapie. Cette technique consiste à implanter une source radioactive au cœur de la
tumeur. Pour arriver à l’emplacement de la tumeur, les cancérologues doivent utilisés les
cavités naturelles de l’organisme ce qui veut dire que l’accès est restreint. Ils peuvent
utilisés se bombardement de rayon X qui permet d’aller plus en profondeur et minimiser
les risques d’endommagement. La radiothérapie possède déjà des projets d’avenir pour
améliorer les traitements. Par exemple : l’utilisation de bras mécanique pour la précision,
les ions carbonés chargés remplacerons les électrons parce qu’il semble plus puissant et
permet la réduction du nombre d’exposition au rayon X.

Résumé
Aujourd’hui, avec tous les progrès scientifiques cumulés depuis des
années, des chercheurs veulent ériger un observatoire astronomique géant sur
la lune, rien de moins. Et c’est grâce au miroir liquide qu’ils sont prêts du but.
Cette invention a été faite en 1850 par Ernesto Cappocci, un astronome italien.
Ce dernier a remplacé un miroir normal par du mercure en rotation dans une
assiette. Il a découvert que la rotation donne au liquide une forme concave et
lui confère donc les mêmes propriétés que les miroirs concaves c’est-à-dire
converger la lumière vers le foyer. Cette invention est merveilleuse, car non
seulement les miroirs liquides sont moins lourds que ceux en verre, ils sont
moins chers et la gravité ne tend pas à les déformer, au contraire, elle leur sert
à conserver leur forme. Aussi, les liquides sont naturellement lisses et ne
requièrent donc pas un polissage interminable. Cependant, il reste un
problème à régler… sur la lune la température descend jusqu'à -231°C et le
point de fusion du mercure est de -39°C. Heureusement, Omar Seddiki et
Ermanno Borra ont découvert les liquides ioniques. Leur miroir liquide
fonctionne comme suit : il chauffe du chrome et de l’argent jusqu’à vaporisation,
par la suite, des nanogouttelettes retombe sur le ECOENG 212, un liquide
ionique. Cela donne une pellicule 2500 fois plus fine qu’un cheveu! Cette
dernière a aussi les mêmes propriétés réflectives que le mercure. Par contre,
ce liquide ionique n’est pas encore au point, car son point de fusion est de -
98°C. Mais ils sont quand même sur une bonne voie parce qu’il reste malgré
tout des millions d’autres liquides ioniques à découvrir. Grâce à cette
technologie, on pourra construire un observatoire sur la lune et plus le miroir
sera grand plus le télescope sera puissant. Avec un miroir liquide de 20m à
100m de diamètre, on pourra voir des images 100 à 1000 fois plus précises que
celles des plus puissants observatoires. Déjà sur la Terre, à l’aide des miroirs
liquides au mercure, on voie des étoiles situées à environ 10 000 années
lumières de nous. Néanmoins cette découverte permettrait des progrès
immenses dans le domaine de l’astronomie.