Genève et Hambourg, le 25 juin 2024.  Le concours Ligne de faisceau pour les écoles (BL4S) est un concours de physique organisé par le CERN, le Laboratoire européen pour la physique des particules, et ouvert aux élèves du secondaire du monde entier. Les participants sont invités à présenter une proposition d’expérience de physique susceptible d’être menée sur la ligne de faisceau d'un accélérateur de particules, au CERN ou au laboratoire DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron, situé à Hambourg, en Allemagne). Cette année, les trois équipes lauréates ont été sélectionnées en fonction de l’intérêt scientifique de leur proposition et de la qualité de leur vidéo de présentation en termes de communication.

Les Mavericks, une équipe de la Secondary School of Sciences, à Tallinn, et du Hugo Treffner Gymnasium, à Tartu, en Estonie, et l’équipe Sakura Particles, qui réunit des élèves de la Kawawa Senior High School, à Kanagawa, de la Joshigakuin Senior High School et de la Junten High School, à Tokyo, de la Kawagoe Girls’ High School à Saitama et de la Kitano High School à Osaka, au Japon, seront accueillies au CERN en septembre 2024 pour réaliser leurs expériences. L’équipe des SPEEDers de la Andover High School, à Andover, aux États-Unis, réalisera quant à elle son expérience sur une ligne de faisceau de DESY.

Une ligne de faisceau est une installation qui fournit des flux de haute énergie de particules subatomiques, lesquels sont utilisés pour des expériences dans différents domaines, comme la physique fondamentale, la science des matériaux et la médecine. 

Le concours BL4S a été lancé en 2014 à l’occasion des 60 ans du CERN. Ces 10 dernières années, plus de 20 000 élèves du monde entier ont participé au concours, et 25 équipes l’ont remporté. Le taux de participation a régulièrement augmenté au fil des ans : en 2024, un nombre record de 461 équipes issues de 78 pays différents ont soumis une proposition d'expérience. 

« La préparation d'une proposition d'expérience en physique des particules n'est pas chose aisée. Le succès du concours Ligne de faisceau pour les écoles montre qu’avec un accompagnement adéquat, des élèves du secondaire arrivent à élaborer des expériences réalisables, pertinentes et très originales, explique Charlotte Warakaulle, directrice des relations internationales du CERN. Nous sommes à chaque fois impressionnés par la qualité des propositions, et cette année ne fait pas exception. Les équipes candidates ont fait preuve d’une créativité et d’une rigueur remarquables. Ce sont des qualités indispensables pour quiconque veut faire de la science son métier. »

La collaboration entre le CERN et DESY sur ce projet a commencé en 2019, durant une période d’arrêt des accélérateurs du CERN. Cette année, le laboratoire allemand accueillera des lauréats pour la sixième fois. 

« La créativité et la détermination des élèves m’épatent à chaque fois, confie Beate Heinemann, directrice de la physique des particules à DESY. Je me réjouis déjà à l’idée d’accueillir cette année l’équipe des États-Unis. Ce programme compte beaucoup pour moi, en plus de faire avancer la science, il favorise les échanges culturels entre des jeunes de différents pays. »

« Notre expérience porte sur la mise au point d’un détecteur utilisable depuis des ballons stratosphériques, explique Saskia Põldmaa, membre de l’équipe estonienne des Mavericks. C’est de loin la plus belle occasion que nous ayons eu jusqu’à présent dans notre vie. Nous ne la laisserons pas s’échapper. Nous avons hâte d’étalonner notre propre détecteur de muons ! »

« Notre équipe se concentre sur la mise au point d’un détecteur pour la tomographie muonique. Nous aurons l’occasion de tester et d’optimiser le capteur de position bidimensionnel que nous avons conçu, ajoute Chiori Matsuhita, de l’équipe japonaise Sakura Particles. Nous rêvons du CERN depuis toujours. Pouvoir finalement nous y rendre, pour mener des expériences et non en touristes, c’est formidable. »

« Notre travail porte sur le diagnostic des faisceaux. Nous cherchons à mesurer le rayonnement de Smith-Purcell (SP) émis par différents réseaux de diffraction lors du passage des faisceaux de positons ou d’électrons de DESY, explique Niranjan Nair de l’équipe SPEEDers, des États-Unis. Nous sommes enthousiastes à l’idée de ne pas être simples spectateurs du progrès scientifique, mais d’apporter notre pierre à l’édifice. L’objectif ultime de notre expérience serait de mener des recherches sur le rayonnement de Smith-Purcell comme outil de diagnostic de faisceaux. »

Les propositions lauréates ont été sélectionnées par un comité de scientifiques du CERN et de DESY à partir d’une présélection de 49 expériences particulièrement prometteuses. En outre, trois équipes seront récompensées pour la créativité de leur vidéo de présentation, et treize 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 réalisés à la Fondation CERN & Société. Cette 11^e édition a notamment bénéficié des dons de ROLEX au travers de son initiative Perpetual Planet, et de la Fondation Wilhelm et Else Heraeus.

Pour en savoir plus :

• Site web du concours BL4S : https://beamlineforschools.cern/ (en anglais)
• Édition 2024 : https://beamline-for-schools.web.cern.ch/2024-edition (en anglais)
• Équipes présélectionnées et lauréates de prix spéciaux en 2024 : https://beamline-for-schools.web.cern.ch/sites/default/files/BL4S_all-winners_2024_final.pdf (en anglais)
• Équipes lauréates des années précédentes : https://beamlineforschools.cern/resources/winners (en anglais)
• Pays représentés par les équipes présélectionnées : Allemagne, Bahreïn, Bangladesh, Belgique, Brésil, Canada, Chili, Danemark, Espagne, États-Unis, Estonie, France, Grèce, Chine - région administrative spéciale de Hong Kong, Émirats arabes unis, Inde, Indonésie, Italie, Japon, Kazakhstan, Pakistan, Pologne, Roumanie, Royaume-Uni, Singapour, Tchéquie, Thaïlande, Türkiye. 
• Les prix du meilleur projet de vulgarisation sont gracieusement fournis par le projet belge « Stars Shine for Everyone ».