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Subatomic : des photos et des traces de particules

Un nouveau documentaire réalisé en collaboration avec Arts@CERN explore les convergences entre la photographie et la physique des particules

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The Invisible Photograph: Part 5 (Subatomic), un documentaire du Carnegie Museum of Art proposé sur Vimeo.

Le réalisateur Arthur Ou et son équipe sont venus au CERN afin d'étudier comment les technologies photographiques peuvent être utilisées pour visualiser le monde subatomique. Le documentaire qui s’en est suivi, Subatomic (voir le lien ci-dessus), est le cinquième volet de la série The Invisible Photograph, réalisé en collaboration avec Arts @ CERN pour le Carnegie Museum of Art de Pennsylvanie, aux États-Unis. Le film établit des parallèles entre les concepts et les technologies de la détection de particules et ceux de la photographie.

Guidé par Neal Hartman, ingénieur mécanicien et réalisateur, du Laboratoire de Berkeley, aux États-Unis, Arthur Ou utilise un ancien appareil photo pour réaliser des images en noir et blanc du détecteur ATLAS. Neal Hartman travaille sur le détecteur à pixels de l’expérience - un appareil de 1,5 mètre de longueur qui prend 40 millions de clichés par seconde des particules créées lors des collisions qui ont lieu au cœur d'ATLAS. « Le détecteur fonctionne comme un appareil photo numérique [...] qui essaie de photographier la naissance de l'Univers, explique Neal Hartman. La technologie est différente, mais le concept est équivalent ».

Michael Doser, un physicien travaillant sur l'antimatière auprès d'AEGIS, une expérience qui étudie les différences entre la matière et l'antimatière, utilise lui aussi des techniques photographiques. « Nous utilisons une émulsion photographique pour mesurer sur une distance d'un mètre la minuscule déflexion verticale des atomes d’antihydrogène qui se déplacent horizontalement », explique Michael Doser. Les antiprotons qui pénètrent dans une émulsion s'annihilent avec les noyaux d'atomes et produisent une gerbe clairement visible sur une plaque photographique, avec des fragments de noyaux volant dans toutes les directions. Les chercheurs d'AEGIS scrutent ensuite l'émulsion avec un microscope, couche par couche, et reconstituent ces traces en une image tridimensionnelle générée par ordinateur.

Jan Peters, réalisateur et ancien artiste en résidence du programme Collide @ CERN, apparaît dans le documentaire, présentant ses clichés du détecteur à pixels d'ATLAS. Neal Hartman a travaillé avec l'artiste en tant que « partenaire d'inspiration », une collaboration fructueuse qui a abouti à un projet vidéo retraçant les travaux d'amélioration et de maintenance du détecteur. L'ensemble de l'expérience ATLAS a fait l’objet de travaux de maintenance et d'amélioration pendant le long arrêt du Grand collisionneur de hadrons (LHC), en préparation de son redémarrage à une énergie de 13 TeV, supérieure à celle de l'exploitation précédente.

« Je pense qu'il est vraiment important d'introduire l’art dans un laboratoire comme le CERN parce qu'il [...] nous donne une vision nouvelle du monde », explique Ariane Koek, qui a créé le programme Arts @ CERN. Les convergences entre détection des particules et photographie en sont un parfait exemple. « Des technologies dépassées peuvent souvent servir à développer de nouvelles connaissances », estime-t-elle.

Le documentaire Subatomique, qui fait partie de la série intitulée Invisible Photograph, sera diffusé lors de CineGlobe, le festival cinématographique international qui a lieu au CERN. Celui-ci se déroulera du 24 au 29 mars 2015 au Globe de la science et de l’innovation, sur le site de Meyrin du Laboratoire, en Suisse. Sur le thème de la « convergence » entre la science et la photographie, le festival présentera pour sa cinquième édition 60 courts métrages inspirés par la science et en provenance du monde entier. Cliquez ici pour en savoir plus sur les films et les événements spéciaux proposés par CineGlobe.