Lancé par le CERN, le Laboratoire européen pour la physique des particules, le concours Ligne de faisceau pour les écoles (BL4S) est un concours de physique ouvert aux élèves du secondaire du monde entier. Les participants sont invités à présenter une proposition d’expérience de physique à réaliser auprès d’une ligne de faisceau d’un accélérateur de particules, au CERN ou dans l’un de ses instituts partenaires : DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron, à Hambourg, en Allemagne) et ELSA (Elektronen-Stretcher-Anlage de l’Université de Bonn, en Allemagne). En 2025, cinq équipes lauréates ont été sélectionnées au regard de l’intérêt scientifique de leur proposition et de la qualité de leur vidéo de présentation en termes de communication – un nombre record.
Les équipes « Spallateam » (Collège Cardinal Mercier, Belgique) et « Physical » (Cağaloğlu Anadolu Lisesi, Türkiye) se rendront au CERN en septembre 2025 pour y réaliser leur expérience. Les équipes « Dawson Technicolor » (Collège Dawson, Canada), et « Pumas in Kollision » (Escuela Nacional Preparatoria N° 6 "Antonio Caso", Mexique), réaliseront leurs expériences sur une ligne de faisceau à DESY, tandis que l’équipe « XTReme » (Centennial High School, États-Unis), sera accueillie par l’Université de Bonn. C’est la première fois que des équipes de Belgique et de Türkiye remportent le concours.
Une ligne de faisceau est une installation qui fournit des flux de particules subatomiques de haute énergie, utilisés pour des expériences dans différents domaines, comme la physique fondamentale, la science des matériaux et la médecine.
Le taux de participation augmente régulièrement depuis le lancement du concours en 2014 ; en 2025, 508 équipes issues de 72 pays différents ont soumis une proposition d’expérience – un record. Plus de 3 500 élèves du secondaire ont participé au concours cette année.
« Année après année, nous sommes toujours aussi impressionnés par la qualité des propositions, souligne Charlotte Warakaulle, directrice des relations internationales du CERN. L’éducation est au cœur de notre mission, et l’augmentation constante du nombre de participants au concours démontre le vif intérêt des élèves pour les sciences, la technologie, l’ingénierie et les mathématiques. Nous voulons encourager cet intérêt et ces talents et sommes impatients d’accueillir les lauréats au CERN ! »
La collaboration fructueuse entre le CERN et DESY a débuté en 2019, durant l’une des longues périodes d’arrêt des accélérateurs du CERN. Cette année, le laboratoire allemand accueillera des lauréats pour la sixième fois.
Beate Heinemann, présidente du conseil d’administration de DESY, ajoute : « J’adresse mes plus sincères félicitations non seulement aux lauréats de cette année, mais aussi à tous les autres participants. Vos propositions sont le résultat d’un travail d’équipe ; et ce travail est un premier pas vers une science d’exception ! Je suis impatiente d’accueillir à DESY les équipes du Canada et du Mexique ; j’espère qu’avec les lignes de faisceaux de DESY, elles trouveront les réponses à leurs questions. »
Cette année, l’Université de Bonn accueillera elle aussi pour la première fois une équipe, qui utilisera son accélérateur d’électrons ELSA.
« L’Université de Bonn est fière de contribuer pour la première fois au concours avec le faisceau ELSA et nous sommes vraiment impatients d’accueillir l’une des équipes lauréates. Je suis très impressionné par la proposition de l’équipe “ XTReme” ; nous ferons de notre mieux pour qu’elle puisse mener son expérience dans un environnement propice. Nous sommes convaincus que les élèves qui participent aujourd’hui au concours Ligne de faisceau pour les écoles deviendront les scientifiques de demain », souligne Klaus Desch, responsable de l’accélérateur ELSA.
« Notre équipe propose de comparer le nombre de neutrons émis par deux cibles de spallation différentes. La première sera une cible homogène, constituée uniquement de tungstène, un métal lourd. La deuxième sera une cible composite en tungstène, avec des morceaux d’aluminium (un métal léger). Nous pensons qu’avec cette deuxième cible, le nombre de neutrons devrait être plus important, explique l’équipe belge “Spallateam”. Nous sommes impatients de mener notre expérience au CERN ! »
« Notre expérience, axée sur l’optimisation de la spallation nucléaire, examinera comment les différents matériaux de la cible et leur épaisseur affectent le rendement neutronique. Cette recherche pourrait contribuer au développement de méthodes permettant de réduire les déchets radioactifs et à la conception de sources durables de neutrons. Le fait d’avoir été sélectionnés pour mener notre expérience au CERN nous semble un peu irréel ; nous ne pouvions pas espérer mieux. Se retrouver au cœur de la découverte scientifique, non pas en tant qu’observateurs mais contributeurs, est la plus belle chose qui nous soit arrivée », explique Defne Karaoğluol, de l’équipe turque “Physical” ».
« Notre expérience vise à observer les trajectoires de muons grâce à un détecteur à scintillateurs tridimensionnel baptisé “Chambre à scintillation”, explique Danah Dézémé de l’équipe canadienne “Dawson Technicolor”. Cette perspective nous remplit d’enthousiasme et d’espoir quant à l’avenir de notre Chambre à scintillation, et, plus généralement, l’avenir de la physique des particules ! »
« Notre projet étudie comment le pigment d’une plante mexicaine (Eysenhardtia polystachya) et la fluorite peuvent être utilisés en tant qu’agents scintillateurs, alliant ainsi questionnement scientifique et patrimoine culturel, explique l’équipe mexicaine “Pumas in Kollision”. Nous voulons démontrer qu’il est possible de proposer de nouvelles alternatives aux procédures standard, afin que les laboratoires disposant d’une infrastructure limitée puissent y avoir accès en les adaptant. Remporter ce concours signifie que les efforts que nous avons déployés en valaient vraiment la peine ; nous sommes impatients de pouvoir travailler avec des scientifiques de renommée mondiale. »
« Notre projet étudie la production d’un rayonnement de transition lorsque des électrons de haute énergie traversent des interfaces à multicouches diélectriques, explique l’équipe étasunienne “Team XTReme”. On a encore du mal à réaliser que nous allons repousser les limites de la physique des particules en menant une véritable expérience auprès d’ELSA. Nous remercions l’ensemble des organisateurs du concours de nous permettre de mener à bien un tel projet, qui donne beaucoup d’enthousiasme ! »
Les propositions lauréates ont été sélectionnées par un comité de scientifiques du CERN, de DESY et d’ELSA à partir d’une présélection de 50 expériences particulièrement prometteuses. En outre, trois équipes seront récompensées pour la créativité de leur vidéo de présentation, et quinze autres pour la qualité des activités de vulgarisation qu’elles organisent dans leur communauté locale en mettant à profit ce qu’elles ont appris en participant au concours.
Le concours Ligne de faisceau pour les écoles est un projet éducatif et de sensibilisation financé par les dons faits à la Fondation CERN & Société. Cette 12e édition a notamment été soutenue par ROLEX à travers son initiative « Perpetual Planet », et la Fondation Wilhelm et Else Heraeus.
Pour en savoir plus :
- Site web du concours Ligne de faisceau pour les écoles : https://cern.ch/bl4s (en anglais)
- Équipes présélectionnées et lauréates de prix spéciaux en 2025 : https://cern.ch/bl4s/2025-edition (en anglais)
- Équipes lauréates des années précédentes : https://cern.ch/bl4s/resources/winners
- Les équipes présélectionnées viennent d’Allemagne, d’Argentine, du Bangladesh, de Belgique, du Canada, de Chine, d’Espagne, des États-Unis, de France, de la Région administrative spéciale de Hong Kong (Chine), d’Inde, du Kazakhstan, du Mexique, du Népal, d’Ouzbékistan, du Pakistan, des Philippines, de Pologne, du Portugal, de Roumanie, du Royaume-Uni, de Singapour, du Sri Lanka, de Thaïlande, de Türkiye et d’Ukraine.
- Les prix pour le meilleur projet de vulgarisation – 15 télescopes – sont gracieusement fournis par le projet belge « Stars Shine for Everyone ». Les télescopes portent la signature de cinq lauréats du prix Nobel et de la Directrice générale du CERN.