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Stefan W. Hell
Brève biographie
Né le 23 décembre 1962 à Arad, Roumanie, Stefan a suivi des études de physique et a reçu son doctorat en physique à l’Université de Heidelberg en 1990. Il a fait un post-doctorat à l’EMBL Heidelberg puis a enchaîné avec une place de Senior Researcher à l’Université de Turku, Finlande (1993-1996), de Visiting Scientist à l’Université d’Oxford, UK (2004), German Habilitation en Physique à l’Université de Heidelberg (1996), a dirigé un groupe de recherche indépendant au Max Planck Intitude en Chimie biophysique (1997-2002) où il a ensuite eu un poste de directeur et membre scientifique (depuis 2002). Il est également à la tête de la division de nanoscopie optique du German Cancer Research Center (DKFZ) à Heidelberg (depuis 2003). Il est actuellement professeur de physique à l’université de Heidelberg (depuis 2003) et professeur honoraire de physique expérimentale à l’Université de Göttingen (depuis 2004).
Stefan Hell a reçu de nombreuses récompenses scientifiques pour ses travaux, comprenant le Prix de la Commission Internationale d’Optique (2000), le Prix Helmoltz (2001), le German Future Prize of the Federal President (2006), le Prix Julius Springer pour la Physique Expérimentale (2007), le Prix Gottfried Wilhelm Leibniz et le Prix Cantonal de la Basse-Saxe (2008) ainsi que le Prix Otto Hahn (2009), le Prix Européen Kärber pour la Science (2011), le Prix Kavli en Nanoscience (2014) et finalement le Prix Nobel de Chimie (2014).
Résumé
Dans les microscopes habituels, la longueur d’onde de la lumière limite la résolution accessible. Cependant, cette limite peut être contournée par des méthodes faisant usage de la fluorescence, un phénomène selon lequel certaines substances deviennent lumineuses après avoir été exposées à la lumière. En 1994, Stefan W. Hell a développé une méthode selon laquelle un pulse de lumière entraîne la fluorescence de molécules, alors qu’un autre force toutes les molécules à être sombres hormis celles comprises dans une région très étroite. Une image est ainsi créée en balayant l’échantillon par un faisceau lumineux. Ce procédé permet de suivre les processus se déroulant dans des cellules vivantes.
Luís O. Silva – In silico extreme plasmas
Brève biographie
Luís O. Silva est Professeur de Physique à l’Instituto Superior Técnico de Lisbonne, Portugal où il dirige le Groupe pour les Lasers et Plasmas. Il a obtenu son Habilitation en Physique en 2005 à l’IST où il a également suivi ses études (MSc 1995 et PhD 1997). Il a fait un post-doctorat à l’University of Califormia Los Angeles de 1997 à 2001. Depuis 2013, il est également Président du Conseil Scientifique de l’IST.
Ses principales contributions scientifiques concernent l’interaction de puissants jets de particules et lasers avec du plasma, à la fois d’un point de vue purement fondamental et également par rapport aux applications à la biologie et la médecine.
Résumé
L’arrivée des lasers ultra intenses et des faisceaux de particules a ouvert de nouveaux horizons à la physique en permettant l’exploration de conditions expérimentales extrêmes dominées par des effets relativistes allant des accélérateurs à base de plasma aux magnétosphères de pulsars. Dans certaines de ces conditions, même les effets électrodynamiques quantiques ont une grande influence, avec la production de photons durs et de paires électrons-positrons. Ces scénarios sont hautement non linéaires et peuvent seulement être appréhendés grâce à de longues simulations cinétiques ab-initio auto-consistantes.
Durant cette présentation, je vais parler de certains des progrès les plus importants et les problèmes encore à résoudre dans ce domaine. Je vais particulièrement mettre l’accent sur l’importance des simulations à grande échelle pour nous aider à réaliser ces conditions extrêmes d’expérimentation.
A Kellerer
Brève biographie
Aglae Keller vient de quitter son poste de professeure à l’Université de Cambridge afin de rejoindre l’Observatoire Européen Austral où elle se consacrera à la mise en plan et la construction du European Extremely Large Telescope (E-ELT)
Résumé
En astronomie, afin d’améliorer la résolution angulaire, il est nécessaire construire de plus grands télescopes ou des interféromètres plus longs. L’Observatoire Européen Austral est actuellement en train de construire le E-ELT, large de 39m de diamètre. D’autres projets en cours comprennent le Giant Magellan Telescope (25m) et le Thirty Meter Telescope (30m). L’objectif étant d’atteindre une résolution limitée par la diffraction, qui est inversement proportionnelle au diamètre du télescope. Tandis que cette limite de diffraction est désormais aisément contournable dans des domaines tels que la microscopie, elle constitue encore la borne inférieure quand il s’agit d’imager des objets de taille astronomique. Malheureusement, les méthodes d’illumination qui sont utilisées pour la microscopie ne sont pas exploitables dans le domaine de l’imagerie à champ lointain, et donc en astronomie. Un potentiel moyen d’atteindre et de dépasser cette limite peut se trouver en utilisant des processus d’optique non linéaire, telle l’amplification des photons. Il s’agit de ce que nous allons présenter dans ce talk.
Patrizia Azzi
Brève biographie
Patrizia Azzi s’est diplomée à l’Université de Padova, où elle a également obtenu son PhD en 1996. Son travail de thèse a porté sur une étude des premières observations du top quark au Collider Detector at Fermilab (CDF). Elle a fait ensuite partie du personnel scientifique de l’Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en 2000.
Experte en détecteurs en silicium, b-tagging et physique des quarks top, elle est devenue en 2002 la responsable du groupe « Top Physics » pour l’expérience CDF. En 2005, elle est partie au CMS où ses recherches ont de nouveau porté sur les traceurs au silicium et la physique des quarks top. Elle y a obtenu un poste de responsable du groupe « Exotic B2G Physics » dont les recherches portent sur les quarks top dans leur état final. Elle est actuellement responsable du groupe « Update Physics » à l’expérience CMS qui se concentre sur la physique du HL-LHC. Elle est fortement impliquée dans d’autres projets, également financés par l’INFN. Elle fait entre autre partie du projet Future Circular Collider et est responsable du groupe « Top Physique » pour la configuration e+e.
Résumé
Le top quark est une des particules élémentaires les plus lourdes du Modèle Standard et reste, 20 ans après sa découverte, un sujet de recherche d’actualité. Les Run1 et Run2 du LHC ont mené la voie à des mesures de ses propriétés et les résultats ont été au-delà de nos espérances. Cependant, si le top quark montre des résultats prometteurs dans l’optique d’améliorer notre compréhension du monde des particules, le Run2 du LHC ne sera vraisemblablement pas suffisant pour révéler cette nouvelle physique. Dans quelques années, le programme HL-LHC produira l’équivalent de 3 milliards de paires top. Cela permettra ainsi d’améliorer de manière concrète les propriétés du top quark et d’étudier sa décomposition. Cependant, afin d’optimiser la précision des mesures de ces propriétés, il sera nécessaire de tirer profit de collisionneurs à électrons-positrons (comme FCC-ee ou CLIC) ou du seuil de production des paires de top quark. Avec près d’un milliard de paires et dans l’environnement extrêmement contrôlé d’un collisionneur à leptons, les résultats vont avoir un impact significatif sur la précision des mesures des propriétés du top quark. Combiné à avec les mesures des propriétés des bosons Z et W, cette précision va permettre d’observer des phénomènes jusqu’à une énergie de 100 TeV. Finalement, de manière complémentaire, l’instrument FCC-hh avec une énergie de centre de masse de 100 TeV et une luminosité intégrée de plusieurs 1/ab ouvrira la possibilité d’étudier les quarks top dans un tout nouveau régime cinématique grâce à la production de décomposition très rares. La physique des quarks top a encore de beaux jours devant elle!
La précision de ces mesures est un des outils principaux afin de proposer une nouvelle physique au-delà du Modèle Standard de manière indirecte si aucune découverte nette n’est faite pendant le Run2 du LHC. Pendant cette présentation, je montrerai comment l’étude des quarks top produits lors de la décomposition de nouvelles particules exotiques augmente le spectre de recherches directes de phénomènes au-delà du Modèle Standard.