Genève et Hambourg, le 29 juin 2022. Trois équipes d'élèves du secondaire de la STA (Elsewedy technical academy) (Le Caire, Égypte), du Club de Fisica Enrico Fermi (Vigo, Espagne), et de l'École du Sacré-Coeur (Reims, France) ont remporté l'édition 2022 du concours Ligne de faisceau pour les écoles (BL4S) du CERN. Les talentueux élèves des équipes espagnole et égyptienne remportent un voyage au CERN, tandis que l'équipe française sera accueillie par le laboratoire DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), à Hambourg, en Allemagne, afin d'y mener à l'automne 2022 l'expérience qu'elles ont proposée, aux côtés de scientifiques de ces deux centres de recherche.

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 proposer une expérience à réaliser à l'aide d'une ligne de faisceau. Les lignes de faisceaux sont des installations qui fournissent des flux de particules subatomiques que les scientifiques utilisent pour mener des expériences dans différents domaines, allant de la physique fondamentale à la médecine et à la science des matériaux. L'utilisation d'une ligne de faisceau requiert des accélérateurs de particules comme ceux du CERN et de DESY.

En 2022, pour la première fois depuis le lancement du concours, trois équipes auront la possibilité de mener leurs expériences, au CERN pour deux d'entres elles, et à DESY pour la troisième. Les deux instituts collaborent avec succès pour le concours Ligne de faisceau pour les écoles depuis 2019, lorsque DESY a accueilli les lauréats pour la première fois en raison de l'arrêt des accélérateurs du CERN pour des travaux de maintenance et d'amélioration. Bien que le second long arrêt soit à présent terminé, le laboratoire allemand a décidé de continuer à contribuer au concours en accueillant une équipe supplémentaire qui mènera son expérience parallèlement aux deux autres équipes au CERN.

« Je suis toujours impressionné par la qualité des propositions des élèves, et cette année, je suis particulièrement heureux que le CERN puisse à nouveau accueillir deux des trois équipes lauréates, déclare Joachim Mnich, directeur de la recherche et de l’informatique au CERN. Grâce au fort engagement et aux idées novatrices de tous les participants, ce concours a une fois de plus réussi à créer un environnement unique qui rapproche la science et les élèves du secondaire. »

Le concours Ligne de faisceau pour les écoles a été lancé en 2014 à l'occasion du soixantième anniversaire du CERN ; depuis, plus de 14 000 ;étudiants du monde entier y ont participé. Le nombre de propositions envoyées pour le concours n'a cessé d'augmenter ces dernières années ; 304 équipes représentant 71 pays ont ainsi pris part à l'édition 2022. Un comité de scientifiques du CERN et de DESY a attentivement évalué les différentes expériences proposées et présélectionné 25 ;équipes, parmi lesquelles les équipes lauréates ont été choisies. En outre, une équipe a remporté le prix pour la proposition vidéo la plus créative, et six autres ont été récompensées pour la qualité des activités de sensibilisation qu'elles ont organisées dans leurs communautés locales, mettant à profit ce qu'elles avaient appris en participant au concours. « Participer au concours Ligne de faisceau pour les écoles est une occasion unique de découvrir la physique des particules et de faire très tôt ses premiers pas dans la recherche scientifique, explique Margherita Boselli, responsable du projet Ligne de faisceau pour les écoles. En organisant des activités éducatives, les équipes sont en mesure de partager leurs connaissances avec différentes communautés du monde entier. »

La qualité des propositions qui ont été retenues montre que les élèves, lorsqu'ils bénéficient d'un encadrement adéquat, peuvent aborder des sujets de physique moderne et établir un plan de recherche. L'équipe Club de Física Enrico Fermi (Espagne) entend étudier la charge induite par le passage de particules chargées ultra-relativistes dans un type de détecteur gazeux appelé chambre à plaques résistives multi-étages (MRPC). L'équipe s'intéresse à la relation entre la charge produite dans le détecteur, la masse des particules et l'angle entre le faisceau de particules et le plan du détecteur.

« Remporter le concours permet non seulement de montrer le travail assidu réalisé par notre équipe pour parvenir à notre proposition, souligne Iago Campos de l'équipe Club de Física Enrico Fermi, mais également d'intégrer la communauté de la physique des particules au CERN pour, peut-être un jour, faire carrière dans la recherche. »

L'équipe STA (Égypte), première équipe du Moyen-Orient à remporter le concours, travaillera également sur les chambres MRPC, mais étudiera un phénomène différent. Elle analysera l'efficacité des MRPC pour la détection lorsque le gaz utilisé habituellement par ces détecteurs est remplacé par un gaz plus écologique.

« Ce concours a changé ma vision de l'école et m'a appris à rédiger une proposition scientifique, explique Mohab Mahmoud Ezzat Mahmoud Mohamed Ramadan, de l'équipe STA. Remporter ce concours nous donne envie de poursuivre le travail qui a été initié. »

L'équipe Supercooling (France) a décidé de tester une technique de détection des particules novatrice qui repose sur la transition de phase entre l'eau à l'état liquide et l'eau à l'état solide. S'inspirant du principe de détection utilisé dans les chambres à bulles et les chambres à brouillard, les élèves étudieront l'efficacité, pour la détection, de l'eau super-refroidie, état dans lequel le passage de particules hautement énergétiques pourrait induire une transition de phase de l'état liquide à l'état solide.

« Le concours Ligne de faisceau pour les écoles nous a poussés à mettre sur pied une équipe soudée et à faire en sorte que chacun puisse donner le meilleur de lui-même », explique Brewen Le Grand, de l'équipe Supercooling. Et sa coéquipière, Clémence Calvet, d'ajouter : « Ce concours est une expérience incroyable qui permet d'acquérir de nouvelles compétences et de nouvelles connaissances, et de s'immerger dans le monde de la physique. »

« Je suis ravie à l'idée que DESY accueille de nouveau cet automne une école dans le cadre du concours Ligne de faisceau pour les écoles, s'enthousiasme Beate Heinemann, directrice scientifique pour la physique des particules à DESY. Nous attendons avec impatience l'arrivée des élèves de l'équipe française qui étudieront une nouvelle manière de suivre les particules chargées avec le faisceau test de l'accélérateur DESY II. Toutes mes félicitations aux trois équipes qui ont remporté le concours ! »

Le concours Ligne de faisceau pour les écoles est un projet de sensibilisation soutenu par la Fondation CERN & Société, laquelle reçoit des dons de particuliers, de fondations et d’entreprises. La neuvième édition du concours est financée par la Fondation Arconic et par la Fondation Wilhelm et Else Heraeus ; elle a bénéficié également du soutien additionnel d'Amgen Suisse.

L'an prochain, le concours Ligne de faisceau pour les écoles fêtera ses dix années d'existence : le taux de participation et le succès des récentes éditions montrent que le projet est une source d'inspiration pour les jeunes élèves.

Pour en savoir plus :

• Site web du concours BL4S : https://beamlineforschools.cern/
• Édition 2022 : https://beamline-for-schools.web.cern.ch/editions/2022-edition
• Équipes retenues sur la liste restreinte 2022 ou ayant reçu une mention spéciale : https://beamlineforschools.cern/bl4swinners2022
• Équipes lauréates des années précédentes : https://beamlineforschools.cern/bl4s-competition/winners
• Pays représentés par les équipes retenues sur la liste restreinte : Afrique du Sud, Canada, États-Unis, Inde, Italie, Japon, Mexique, Nouvelle Zélande, Philippines, République démocratique du Congo, Roumanie, Thaïlande, Türkiye et Zimbabwe.
• Pays représentés par les équipes ayant reçu la distinction « Meilleur projet de sensibilisation » : Inde, Indonésie, Pakistan, Roumanie, Royaume-Uni, Sri Lanka et Türkiye.
• Les prix récompensant le « Meilleur projet de sensibilisation » sont offerts par le projet belge « Stars Shine for Everyone ».

À propos du CERN

Le CERN, Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, est l'un des plus éminents laboratoires de recherche en physique des particules du monde. Située de part et d’autre de la frontière franco-suisse, l’Organisation a son siège à Genève. Ses États membres sont les suivants :  l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, la Bulgarie, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, la Grèce, la Hongrie, Israël, l'Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République tchèque, la Roumanie, le Royaume-Uni, la Serbie, la Slovaquie, la Suède et la Suisse. Chypre, l'Estonie et la Slovénie sont États membres associés en phase préalable à l'adhésion. La Croatie, l'Inde, la Lettonie, la Lituanie, le Pakistan, la Türkiye et l'Ukraine sont États membres associés. Les États-Unis d’Amérique, le Japon, l’UNESCO et l’Union européenne ont actuellement le statut d’observateur. Le statut d'observateur de la Fédération de Russie et du JINR a été suspendu suite aux Résolutions du Conseil en date du 8 mars 2022 et du 25 mars 2022, respectivement.

À propos de la Fondation CERN & Société

La Fondation CERN & Société est une fondation de bienfaisance qui soutient des projets dans les domaines de l'éducation scientifique et de la communication grand public, l’innovation et l’échange de connaissances, ainsi que la culture et les arts. La Fondation œuvre grâce à la générosité d'individus, de fondations et d'entreprises, dont les dons permettent de concrétiser ces projets, de diffuser l’esprit de curiosité scientifique du CERN et d'être source d’apports positifs pour la société.

À propos de DESY

DESY est l’un des plus éminents centres d'accélérateurs de particules au monde. Les scientifiques utilisent les installations de grande envergure de DESY pour explorer le microcosme sous tous ses aspects, des interactions entre les minuscules particules élémentaires jusqu'au comportement de nanomatériaux novateurs, en passant par les phénomènes vitaux qui se produisent entre les biomolécules, et les grands mystères de l'Univers. Les accélérateurs et les détecteurs développés et construits par DESY sur ses sites de Hambourg et de Zeuthen sont des outils de recherche uniques en leur genre. Le laboratoire DESY est membre de l'association Helmholtz. Il est financé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche de l'Allemagne (BMBF) (à hauteur de 90 %) et par les Länder de Hambourg et du Brandebourg (à hauteur de 10 %).