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La physique
167 questions
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2.6.2010
Bonjour,
Qu'en est-il et est-ce dangereux? J'ai gardé mon petit fils de 4 ans chez lui et on a couché sur un matelas gonflé recouvert de draps égyptiens et d'une douillette. Hors, à chaque mouvement pour tenir la couverture ou se déplacer des luminosités très, très fortes apparaissaient mais aucun bruit comme lorsqu'on prend un choc électrique. Au dessus de sa chambre se trouve l'entrée électrique de la maison ainsi qu'une antenne télé domestique. De plus, à environ 40 à 50 pieds de la chambre à l'extérieur se trouve le croisement de fils électriques des différentes maisons. Ça m'intrigue fortement.
Merci (kiki, 60 ans)
Ce qui est décrit ressemble à de l'électricité statique. Par frottement, des charges électriques peuvent s'accumuler sans certains tissus (laine, certain tissus synthétique) et un potentiel électrique se crée. Les charges peuvent passer d'un morceau de tissus à un autre dans l'air lorsque la différence de potentiel est trop importante, Cela crée de petites décharges électriques insonores mais lumineuses. Le phénomène est souvent accompagné d'une forte odeur d'ozone. Par sécurité en cas de doute prenez contact avec votre fournisseur d'électricité.
Dr. Olivier Gaumer, Section de Physique
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2.6.2010
Pourquoi/Comment l'eau empêche elle le feu de bruler le papier (ou autre chose)? (Julien, 30 ans)
La réaction qui consiste à bruler du papier ou autre chose s'appelle la combustion. Pour que la combustion ait lieu il faut un combustible (le papier), et un comburant (de l'oxygène). En mouillant une feuille de papier, l'eau empêche l'oxygène d'atteindre la feuille de papier et la réaction de pourra avoir lieu faute de comburant.
Dr. Olivier Gaumer, Section de Physique
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2.6.2010
Bonjour à tous, je ne suis pas sur que mon poste soit au bon endroit mais essayons. J'aimerais savoir deux petits détails. La première est: Que ce passerais-t-il si un navire comme le Queen Mery II entrerais en collision avec un Iceberg ? Est-ce que le métal serait trop "cassant" ou bien plus résistant qu'au début du Siècle au niveau physique. Est-ce que le froid affaiblirais la structure ou plus du tout avec la technologie moderne ?
Et dans le même ordre d'idée bien que ce ne soit pas physique. De nos jours comment faisons-nous pour détecter la présence d'Iceberg en pleine nuit sur une mer totalement calme.
Merci d'avance (Jaski, 24 ans)
Concernant le métal la production se faisait avec les mêmes procédés sidérurgiques que maintenant, convertisseur Bessemer pour transformer la fonte en acier, puis passé au four Martin pour en faire un acier correct, mais à cette époque très irrégulier dans la qualité de la production.
De nos jours les coulées d'acier sont bien plus régulières, subissent plus de tests et de traitements supplémentaires afin d'obtenir une qualité d'acier supérieure.
Une fragilisation à la rupture de l'acier intervient dès 20° C mais elle reste faible autour de 0°C du moins dans les essais de résilience, (rupture aux chocs).
On peut donc dire sans trop d'erreur, que les aciers actuels sont plus résistants que ceux du siècle dernier, on n'éviterait cependant pas la rupture de la coque dans le cas d'une collision du même type.
De fait la rupture des coques de bateaux est toujours d'actualité hélas.
Concernant la détection des icebergs, le plus simple me semble être l'utilisation de radars. Mais il existe d'autres procédés comme l'utilisation de satellites.
Jean Gabriel Bosch, Ingénieur, Section de Physique.
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13.4.2010
Comment les physiciens du CERN pensent-ils analyser les données récoltées par les expériences récentes. Je parle ici des données annuelles qui tiendraient sur une pile de CD faisant 20 kilomètres de hauteur (Le Monde). Mes deux questions sont les suivantes: 1) en combien de temps pense-t-on analyser les informations intéressantes sur cette pile annuelle de CD ? et 2) n'arrive-t-on pas à une limite entre ce que l'on génère en résultats et ce qu'on peut analyser, même aidés par des machines ? Merci. (Marie, 34 ans)
Salut Marie,
Merci pour ta question.
Alors je vais commencer par repondre au point 2/ :
Effectivement, il y a une limite à la quantité de données qu'on peut traiter, même en étant aidé par les machines, c'est pour cela qu'on n'enregistre pas toutes les collisions. Je travaille sur ATLAS (qui est un des 4 détecteurs principaux du LHC), alors je vais parler plus en détail de ce détecteur. Il y a 1 milliard de collisions par seconde rien que pour ce détecteur ATLAS. Nous n'avons pas les moyens techniques d'enregistrer chaque collision, c'est pour ca qu'un dispositif appelé "trigger" est chargé de regarder très rapidemment les collisions "en temps réel", et de n'enregistrer que les plus intéressantes. Sur 1 milliard par seconde, on ne peut en garder que 200 par seconde !
Ce sont ces 200 collisions par seconde (multiplié en gros par 4 parce qu'il y a 3 autres expériences) qui constitue la fameuse "pile de 20 km de CD par an". Cette immense quantité de données est stockée sur des milliers d'ordinateurs de par le monde.
réponse a 1/ :
Il y a quelque chose d'autre que fait le "trigger" : en plus d'etre chargé de décider très rapidemment si une collision "vaut le coup" d'être stockée ou non, il "catégorise" ces collisions. Il y a beaucoup de catégories différentes (par ex "toutes les collisions ou l'on a vu 2 muons", "toutes les collisions ou l'on a vu un électron très energétique + jet hadronique", etc etc) et les données peuvent donc être séparées par catégories.
Les scientifiques qui travaillent sur ces données sont divisés en groupes, il y a ceux qui analysent telle particule ou telle autre, ou tel phénomene ou telle théorie. Chaque groupe peut donc regarder les paquets de données qui le concerne le plus (par ex, ceux qui cherchent le Higgs vont regarder surtout les paquets de données qui ont 2 photons, ou 2 électrons + 2 muons, car on pense que le Higgs se désintègre souvent en 2 photons, ou 2 électrons + 2 muons).
Il faut aussi comprendre qu'on ne peut pas "lancer la machine" et faire une découverte tout de suite. Il y a toujours énormément de bruit de fond (une collision produit des milliers de particules dans le détecteur) et une nouvelle particule inconnue devra être produite non pas une fois mais à de nombreuses reprises pour que l'on soit sur que l'on a une découverte.
Tout peut arriver, mais réalistiquement, il faut compter au moins 1 ou 2 ans pour avoir le temps d'avoir assez de données et assez de temps d'analyse pour annoncer une découverte.
Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant
DPNC, Université de Genève
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6.4.2010
C'est quoi la théorie d'Einstein ???? (Aline, 13 ans)
Salut Aline,
Einstein a apporté beaucoup à la physique, mais on parle surtout de lui maintenant pour sa theorie de la relativité.
Einstein a pu expliquer que le temps ne s'écoule pas de la même facon pour tout le monde, ainsi une personne a bord d'une fusée qui quitte la Terre à très grande vitesse puis y revient aura moins vieillie que toutes les autres personnes restées sur Terre. Il a aussi montré que la masse peut courber "l'espace-temps", ainsi par exemple, une grosse planete massive courbera suffisamment l'espace pour qu'un rayon de lumière se propageant à proximité soit dévié et ne voyage pas en ligne droite. C'est un phenomene que tu ne ressens pas tous les jours, mais par exemple, les systèmes GPS des voitures doivent en tenir compte, sans quoi ils ne seraient pas précis du tout. Il a également prouvé la relation entre la Masse et l'Energie : E=mc^2, qui explique que de la matière (masse) peut disparaitre pour créer de l'énergie à la place, et vice-versa.
Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant
DPNC, Université de Genève
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11.3.2010
Quel sont les travaux qui ont suggéré d'associer le nom de Volta à l'unité de tension éléctique? (lili, 15 ans)
Bonjour Lili,
en 1800, un phycisien italien appelé Alessandro Volta a mis au moins la première pile, dite pile voltaïque. Elle consistait en un empilement de disques de zinc et de cuivre et de tissu imbibé de saumure, dans cet ordre : cuivre, saumure, zinc, cuivre, saumure, zinc, cuivre, etc. Il se produit alors une oxydation des disques de cuivre qui vont fournir 2 électrons (Zn = 2e- + Zn2+). Ces électrons vont ensuite rencontrer des molécules d'eau et réagir selon la réaction 2H2O + 2e- = 2HO- + H2. Un pôle de la pile est un disque de cuivre, qui est le côté positif de la pile, l'autre pôle est fait de zinc, c'est le pôle négatif.
Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant
DPNC, Université de Genève
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11.1.2010
Bonjour, je suis français et j'écoute depuis longtemps votre émission. L'autre jour, vous avez parler de Rosetta (la sonde). Je voulais savoir comment les scientifiques pouvait connaitre sa position dans l'univers a plus de 500 millions de km de la terre. Merci d'avance de votre réponse. (michel machu, 54 ans)
Tout corps se déplaçant dans l'espace comme Rosetta répond aux lois bien connues de la mécanique céleste. C'est parce que l'on maîtrise parfaitement ces mouvements que l'on peut envisager l'envoi de sondes qui vont visiter le système solaire.
D'une part, au moment où on la lance, on connait exactement la position et la vitesse de la sonde, donc ensuite il suffit de calculer sa trajectoire et on peut prédire où elle sera à tout instant (comme il n'y a pas de frottement dans l'espace, l'objet va se déplacer en ligne droite, sauf lorsqu'il subit l'attraction gravitationnelle d'un corps plus massif, déviation qui peut être facilement calculée grâce à la loi de gravitation); d'autre part, la sonde émet des ondes radio qui permettent de la localiser grâce à de grandes antennes paraboliques dédiées à cet effet. Ceci permet de vérifier que la trajectoire est bien celle prévue par les calculs. 500 millions de km semblent beaucoup à nos yeux, mais un signal émis à cette distance ne met qu'une petite demi-heure pour nous parvenir.
Dr Sylvia Ekström
Observatoire de Genève
Université de Genève
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11.1.2010
Comment le premier homme est venu sur terre , qui son ses parents et ainsi de suite ? (a, 11 ans)
Le "premier" homme n'est pas venu sur Terre, tombé de nulle part. L'espèce humaine a progressivement évolué à partir du rameau des primates, en se mettant debout et en développant le neo-cortex (la structure cérébrale qui permet de saisir les concepts abstraits). Il n'y a pas eu une transition brutale entre des parents "non-hommes" et un enfant "homme", mais une évolution sur des générations, où ces caractéristiques ont été renforcées par la sélection naturelle.
La paléontologie nous apprend que plusieurs espèces d'hominidés se sont développées successivement, cohabitant parfois sur la même zone géographique. Ainsi l'Homme de Néanderthal et l'Homo sapiens (dont nous sommes issus) ont cohabité en Europe il y a environ 30'000 ans. Actuellement il n'existe plus qu'une seule espèce "Homo", la nôtre, répandue sur toute la planète.
Dr Sylvia Ekström
Observatoire de Genève
Université de Genève
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11.1.2010
Bonjour, quelle serait l'expérience physique la plus importante à faire sur Mars si on vous y déposait quelques heures. (Marc, 23 ans)
Ce n'est pas une question évidente, et il y aura probablement autant de réponses que de personnes interrogées ! Les questions les plus intéressantes concernent vraisemblablement l'exo-biologie, et la recherche d'éventuelles traces de vie primitive à la surface de Mars, ou immédiatement au-dessous. Cette recherche se fait soit en recherchant directement des traces fossiles de cette vie, soit en recherchant indirectement des éventuelles traces chimiques laissées derrière elle par ces formes de vie primitives (un biologiste répondrait probablement mieux à ces points !). Une analyse du (sous-)sol permet aussi de déterminer s'il est favorable ou non à l'éclosion d'une forme de vie.
Plusieurs missions spatiales futures devraient permettre de rapporter des échantillons de la surface martienne sur terre (par exemple la mission Mars Sample Return (http://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_Sample_Return). Cependant, la présence sur place de scientifiques permettrait certainement de sélectionner beaucoup plus efficacement et avec plus de réactivité les échantillons à analyser.
Bien que plusieurs agences spatiales aient des projets de missions habitées vers Mars, rien n'est prévu de manière réaliste avant plusieurs dizaines d'années.
Cyril Georgy, Assistant-doctorant
Observatoire de Genève, Université de Genève
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18.12.2009
Existe-t-il des craintes et des risques dues au LHC et si oui sont-elles réelles ? (rayann01, 16 ans)
Bonjour Rayann01,
Le démarrage du LHC a suscité de nombreuses controverses, les médias et certains livres ayant un gout prononcé pour les théories de conspirations, mais qu'en est-il vraiment ?
1/ On ne sait pas ce qui va se passer en faisant des collisions de si hautes energies ?!
Il est toujours difficile de prouver que quelque chose est sans danger... si quelqu'un déclare qu'il y a un risque de disparaitre de la Terre en se rasant le matin, que lui répondre ? On peut commencer par dire que simplement, des milliards d'hommes se rasent sur Terre depuis de nombreuses années, et qu'on a jamais vu personne disparaitre !
Il est vrai que le LHC est l'accélérateur le plus puissant jamais construit par l'homme, les collisions à termes atteindront une energie de 14 TeV (voire plus, plus tard). Mais il faut bien savoir que la Terre est constamment "bombardée" par des particules venant de divers endroits de l'Univers (centre des galaxies, étoiles lointaines, etc), et que certaines de ces particules ont en fait des energies beaucoup plus élevées que celles produites par le LHC ! Des millions de fois plus élevées ! Les collisions entre deux particules ayant de telles énergies sont très rares, mais cela arrive, et si une catastrophe (trou noir, etc) avait été produit, sur Terre, ou même n'importe où dans le système solaire voire au-delà, nous l'aurions certainement vu.
Il n'y a absolument aucune théorie scientifique prédisant l'apparition d'un trou noir massif (des trous noirs microscopiques peuvent apparaitre, mais se désintègrent alors aussitôt, sans aucun danger), on peut simplement constater que de toutes facons, le LHC produira des collisions existant déjà dans la Nature, et que la Nature produit en fait des collisions d'énergie beaucoup plus élevées.
2/ Un risque de radioactivité ?
Le fait de faire tourner si vite des particules dans un accélérateur et de produire des collisions fournit inévitablement de la radioactivité (c'est-à-dire que les murs, les tuyaux contenant les faisceaux de particules, etc, vont être "activés" et vont ensuite émettre des photons pendant quelques jours). Le LHC s'arretera de fonctionner tous les ans, pour des travaux de maintenance, il faut savoir qu'après l'avoir arreté, il faut attendre environ 1 semaine pour que les doses radioatives retombent à la normale, et pouvoir laisser rentrer des personnes dans le tunnel. Les doses sont mesurées avec soin pour être sur que personne ne soit contaminé. La radioactivité due au LHC n'est toutefois pas très importante, et de toutes facons, quelques mètres de bétons suffisent à la bloquer... le LHC étant 100m sous Terre, absolument aucune radioactivité n'est détectable, même quand le LHC est en marche... la radioactivité naturelle (dans les roches, etc) est en fait largement plus importante (et de très loin) à la surface.
3/ L'antimatière ?
Les collisions du LHC produiront de l'antimatière, ce qui n'a rien d'extraordinaire (chaque humain produit environ 180 particules d'antimatière par heure). Pour produire des quantités importantes il faudrait néanmoins patienter... en effet il faudrait 1 milliard d'années au LHC pour produire 1 g d'antimatière. Pour plus sur le sujet, voyez ce lien : http://angelsanddemons.cern.ch/fr/antimatter/making-antimatter.
Les scientifiques n'ont en fait aucune crainte sur un danger concret que LHC pourrait présenter. Les résultats en physique que donneront le LHC seront surement très novateurs, mais les règles de sécurité sont "classiques" et similaires à celles de tous les autres accélérateurs de part le monde.
Gauthier Alexandre, Assistant-doctorant
DPNC, Université de Genève
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Pourquoi le fart fait-il glisser les skis?
Quoi de meilleur à la montagne, quand on est skieur,qu'une belle neige, du soleil et un ski qui glisse bien? C'est la pression exercée par notre poids qui transforme la neige sous le ski en eau. Elle va former des petites gouttelettes sous les lattes. C'est un peu comme si on skiait sur des roulements à billes… sauf que les billes seraient des gouttelettes d'eau.
Le fart qu'on applique sous les skis protège la semelle de l'oxydation mais il est surtout constitué de plusieurs substances hydrophobes – donc qui n'aiment pas l'eau – comme le fluor par exemple. La semelle évacue ainsi encore plus facilement l'eau sous le ski.
Plus la neige est humide – de la bonne grosse «soupe» de printemps – plus le fart doit contenir ces substances hydrophobes. L'utilisation des différents types de farts va donc dépendre de la température de la neige ou de son humidité.
Lors de compétitions par exemple, les skieurs vont même jusqu'à farter leurs skis moins de 30 minutes avant le départ pour avoir la vraie bonne température de neige, surtout pour les courses de printemps où la température varie rapidement. En complément du fartage, un brossage du ski permet de rainurer la semelle dans le sens de la glisse, ce qui augmente l'efficacité du fart.
A noter encore qu'il existe une autre sorte de fart, le fart de retenue. Il colle à la neige, lui, et est utilisé surtout en ski nordique. Il permet aux skieurs d'accrocher sur la neige et d'avoir une bonne poussée. Et comme les skis de fond classiques ont une très grande courbure, la spatule et le talon glissent sur la neige alors que le centre colle.
Dr Olivier Gaumer, physicien au Dép. de physique de l'Université de Genève










