De la physique des particules aux nouvelles technologies, et inversement
Merci de nous avoir rejoints pour une soirée captivante lors du troisième événement public organisé dans le cadre des célébrations du 70e anniversaire du CERN. Il nous a permis d’en apprendre davantage sur la relation dynamique qui unit la recherche en physique des particules et l’innovation technologique.
Les accélérateurs de particules de pointe : la technologie sur laquelle s’appuient les accélérateurs de particules s’étend bien au-delà des laboratoires de recherche, jusqu’à des secteurs tels que les soins de santé, l’énergie et les transports.
Les détecteurs de particules : les détecteurs trouvent des applications surprenantes dans les domaines du diagnostic médical, de l’aérospatiale, de la sécurité, et d’autres encore.
Les innovations quantiques : les inégalités de Bell jouent un rôle essentiel dans la naissance des technologies quantiques de l’information.
Animé par Paola Catapano (CERN), cet événement a rassemblé des spécialistes reconnus, issus de la communauté scientifique et de l’industrie, comme Alain Aspect (lauréat du prix Nobel de physique 2022), Tabea Arndt (Institut de technologie de Karlsruhe), Amalia Ballarino (CERN), Alessandra Lombardi (CERN), Steffen Kappler (vice-président secteur Technologie et Innovation chez Siemens Healthineers Innovation), Daniela Bortoletto (Université d’Oxford), Jan Jakubek (scientifique en chef et cofondateur d’Advacam), Reinhold Bertlmann (Université de Vienne) et Nicolas Gisin (Université de Genève).
Intervenants
70 ans de découverte
Tabea Arndt
Tabea Arndt, professeure à l’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT), membre du conseil d’administration de l’Institut pour la physique technique (ITEP), Allemagne.
| Bio |
Tabea Arndt est professeure à l’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT) et membre du conseil d’administration de l’Institut pour la physique technique (ITEP), en Allemagne. Elle est titulaire d’un doctorat en physique de l’Université de Karlsruhe, en Allemagne. Elle a travaillé en Allemagne à Vacuumschmelze GmbH, EAS & EHTS et Bruker Biospin, à Hanau, ainsi qu’à Siemens Corporate Technology, à Erlangen, puis a rejoint en 2019 la faculté d’ingénierie électrique et de technologie de l’information du KIT comme codirectrice de l’ITEP chargée du champ de recherche Technologie des aimants supraconducteurs. Elle a participé à de nombreux projets financés par des fonds publics et projets industriels (aimants RMN, IRM, industriels ou de laboratoire et leurs applications en ingénierie électrique comme dans les limiteurs supraconducteurs de courant de défaut (SFCL), les moteurs/générateurs et les câbles). Elle a été membre du conseil d’administration et présidente de Conectus et d’ISIS et représentante à ESAS, et travaille à présent comme curatrice au ministère allemand de l’Économie et du Climat dans le champ de recherche Supraconductivité à haute température de la section Efficacité énergétique dans l’industrie. En 2008, elle devient déléguée pour les programmes de collaboration technologique (TCP), supraconductivité haute température (HTS) de l’Agence internationale de l’énergie (IEA). Depuis 2016, Tabea Arndt soutient la communauté en dispensant, dans le cadre d’écoles d’été et de conférences, des formations courtes portant sur des aspects à grande échelle de la supraconductivité. Pendant plusieurs années, elle a été présidente adjointe d’un comité d’examen d’ingénierie pour des bourses de valorisation, et examinatrice pour différents organismes d’État et fondations. Depuis 2021, son champ de recherche à l’ITEP coordonne un projet de recherche collaborative sur la supraconductivité à haute température critique et l’hydrogène liquide, dans le cadre de de la stratégie allemande en matière d’hydrogène (German National Hydrogen Strategy). En 2023, elle reçoit le prix Award for Continuing and Significant Contributions in the Field of Applied Superconductivity du Conseil sur la supraconductivité de l’IEEE.
Alain Aspect
Alain Aspect, lauréat du prix Nobel de physique 2022, directeur de recherche émérite au CNRS, professeur à l’Institut d’Optique et à l’École polytechnique, membre de l’Académie des sciences, France.
| Bio |
Alain Aspect, est un ancien élève de l’ENSET Cachan (aujourd’hui ENS Paris-Saclay). Il est actuellement professeur à l’Institut d’Optique de l’Université Paris-Saclay et professeur à l’École polytechnique. Sa thèse de doctorat (1983), à l’Institut d’Optique, a porté sur des tests expérimentaux des fondations de la mécanique quantique (tests des inégalités de Bell, distingués par le prix Nobel de physique 2022, qu’il a reçu avec John Clauser et Anton Zeilinger). Après des expériences sur les photons uniques, aux côtés de Philippe Grangier (1984-1986), il a travaillé sur le refroidissement d’atomes par laser au laboratoire Kastler Brossel de l’ENS Paris, avec Claude Cohen-Tannoudji, Jean Dalibard et Christophe Salomon. Enfin, le groupe qu’il a fondé à l’Institut d’Optique en 1993 mène des recherches sur l’optique quantique atomique et les simulateurs à gaz quantiques dégénérés. Alain Aspect est membre de l’Académie des Sciences, de l’Académie des Technologies et de plusieurs académies étrangères (Autriche, Belgique, États-Unis, Italie, Royaume Uni).
Amalia Ballarino
Amalia Ballarino, responsable du groupe Aimants, supraconducteurs et cryostats au CERN.
| Bio |
Amalia Ballarino est responsable adjointe du groupe Aimants, supraconducteurs et cryostats du CERN. Elle est titulaire d’un master et d’un doctorat en ingénierie nucléaire de l’École polytechnique de Turin, en Italie, et a effectué son travail de doctorat au CERN, où elle travaille depuis 1995. Elle a participé à la conception du Grand collisionneur de hadrons (LHC). En 2006, Amalia Ballarino a été désignée personnalité de l’année de l’industrie des supraconducteurs pour le développement des amenées de courant supraconductrices à haute température (HTS) destinées au LHC, qui ont représenté la première application commerciale à grande échelle de la supraconductivité à haute température. Après avoir participé à la mise en service du LHC, elle a travaillé au développement de lignes de transmission électrique supraconductrices utilisant le MgB2. Ces lignes serviront à alimenter les aimants destinés au LHC à haute luminosité. Entre 2010 et 2023, Amalia Ballarino a dirigé l’équipe chargée du développement et de la caractérisation des supraconducteurs, ainsi que des achats associés, pour le complexe d’accélérateurs du CERN. Son champ d’activité portait sur les fils et câbles supraconducteurs à basse température (Nb-Ti, Nb3Sn et MgB2) et à haute température (BSCCO et REBCO). Elle travaille à présent sur les matériaux supraconducteurs à haute température et leurs applications. En 2021, Amalia Ballarino a reçu le prix James Wong décerné par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pour ses contributions constantes et significatives à la technologie appliquée des matériaux supraconducteurs. Coordinatrice de collaborations internationales dans le domaine de la supraconductivité appliquée, autrice de plus de 200 publications dans ce domaine, Amalia Ballarino contribue à la communauté en tant que chargée de cours, membre de comités préparatoires pour des conférences internationales, rédactrice technique et examinatrice pour des revues scientifiques.
Reinhold Bertlmann
Reinhold Bertlmann, professeur de physique à l’Université de Vienne, Autriche.
| Bio |
Reinhold Bertlmann est professeur de physique à l’Université de Vienne, en Autriche. Il est connu pour ses recherches en physique des particules, pour son manuel pédagogique Anomalies in Quantum Field Theory, et dans le domaine des inégalités de Bell, en particulier pour avoir inspiré à John Bell la comparaison quantique des « chaussettes de Berltmann ». Reinhold Bertlmann a récemment coécrit avec Nicolai Friis le livre Modern Quantum Theory et, avec Anton Zeilinger, Quantum [Un]Speakables I + II. Il a étudié la physique technique à l’Université de technologie de Vienne et la physique théorique à l’Université de Vienne, où il a obtenu un doctorat en 1974. Il a travaillé comme scientifique à Vienne en Autriche, au JINR de Doubna en Russie et au CERN. Après son obtention en 1981 à Vienne d’une habilitation en physique théorique portant sur la dualité entre résonances et asymptotia, il a occupé des postes de professeur invité à Marseille, à l’Université Paris-Sud et au CNRS, en France. De 1987 à sa retraite en 2010, il a été professeur à l’Université de Vienne, où il continue de donner des cours.
Daniela Bortoletto
Daniela Bortoletto, responsable pour la physique des particules à l’Université d’Oxford, Royaume-Uni.
| Bio |
Daniela Bortoletto est responsable de la physique des particules à l’Université d’Oxford, au Royaume-Uni. Son travail consiste à analyser les propriétés du boson de Higgs d’après les données collectées par l’expérience ATLAS. De plus, elle contribue à la construction des versions améliorées des détecteurs au silicium d’ATLAS, ainsi que de l’expérience Mu3e et du projet AION en développant des instruments innovants de détection des particules. Reconnue pour ses contributions remarquables, Daniela Bortoletto a reçu le prix américain NSF Early Career Award et la bourse Alfred P. Sloan Fellowship. Membre de l’American Physical Society, de l’American Association for the Advancement of Science et membre honoraire de l’UK Institute of Physics, elle s’attache à repousser les limites de la physique des particules tout en promouvant la diversité et l’inclusion dans le monde universitaire.
Nicolas Gisin
Nicolas Gisin, professeur émérite à l’Université de Genève et professeur à Constructor University, Suisse.
| Bio |
Nicolas Gisin est professeur émérite à l’Université de Genève et professeur à Constructor University, en Suisse. En 1981, il obtient son doctorat en physique à l’Université de Genève avec une thèse en physique quantique et statistique qui lui vaut un prix de la Fondation Louis-de-Broglie. Après des études postdoctorales à l’Université de Rochester, aux États-Unis, il rejoint la start-up Alphatronix, spécialisée dans l’instrumentation à fibre pour l’industrie des télécommunications. D’abord responsable des logiciels, il devient rapidement responsable de l’interface entre le matériel informatique et les logiciels. Quatre ans plus tard, il rejoint une entreprise suisse de logiciels développant une suite d’outils pour le traitement d’images qui a attiré l’attention de la revue américaine PC Magazine. En 1988, il regagne le monde de la recherche et intègre le Groupe de physique appliquée de l’Université de Genève, où il est responsable de la section d’optique. À l’initiative de Nicolas Gisin, celle-ci ouvre deux nouvelles aires de recherche : l’une sur les capteurs optiques et l’autre sur l’optique quantique. Les activités portant sur les télécommunications et les capteurs ont conduit à de nombreux brevets et transferts de technologie à des industries en Suisse et ailleurs dans le monde. Plus récemment, sa démonstration de cryptographie quantique et de l’intrication quantique à longue-distance a suscité un grand intérêt. Nicolas Gisin est aussi l’auteur d’un livre à succès sur le hasard quantique et la non-localité, et le cofondateur de plusieurs entreprises, telles que GAP-optique, spécialisée dans l’instrumentation à fibre optique, et IDQ, spécialisée dans la communication quantique. En 2009, il a reçu le premier prix biennal John Stewart Bell Prize for Research on Fundamental Issues in Quantum Mechanics and their Applications.
Michele Grossi
Michele Grossi, coordinateur au sein de l’initiative Technologie quantique, QTI CERN.
| Bio |
Michele Grossi a obtenu un doctorat industriel (effectué en collaboration avec une entreprise) en physique des hautes énergies à l’Université de Pavie ; sa thèse portait sur les modèles d’apprentissage automatique quantique visant à discriminer les bosons selon leur polarisation. Il a travaillé plusieurs années comme ambassadeur pour les techniques quantiques et comme architecte de solutions de nuage hybride chez IBM. Actuellement, il coordonne et supervise au CERN un groupe de chercheurs qui travaillent sur l’application d’algorithmes quantiques. Ses principaux domaines de recherche sont l’apprentissage automatique quantique et l’étude de l’informatique quantique répartie, ainsi que le développement d’une chaîne de traitement combinant des algorithmes hybrides, classiques et quantiques, pour la physique expérimentale et théorique et d’autres disciplines.
Jan Jakubek
Jan Jakubek, cofondateur et directeur scientifique d’ADVACAM.
| Bio |
Jan Jakubek est l’initiateur et le cofondateur d’ADVACAM, une entreprise internationale très innovante située à Prague, en Tchéquie. En tant que directeur scientifique d’ADVACAM, Jan Jakubek est responsable de la R&D et des innovations, appliquant de nouvelles technologies d’imagerie à la science et à l’industrie. Il a obtenu un master en mathématiques et un doctorat en physique nucléaire. Avant de créer ADVACAM, il a développé pendant plus de 20 ans des méthodes et des technologies d’imagerie de pointe en vue d’expériences scientifiques en physique des particules. Il est l’auteur ou le coauteur de plus de 500 articles de revues scientifiques cités plus de 30 000 fois, et l’inventeur ou le coinventeur de huit brevets. Son indice h est d’environ 100. Jan Jakubek a récemment reçu le prix EY Technology Entrepreneur of the Year 2021 en Tchéquie.
Steffen Kappler
Steffen Kappler, scientifique principal et responsable du département Technologie et Innovation pour les produits d’imagerie médicale par rayons X chez Siemens Healthineers.
| Bio |
Steffen Kappler est scientifique principal et responsable du département Technologie et Innovation pour les produits d’imagerie médicale par rayons X chez Siemens Healthineers. Il a obtenu son doctorat en physique à l’Université de Karlsruhe, en Allemagne. Il a travaillé comme doctorant auprès des détecteurs gazeux au CERN, comme chargé de cours en physique des particules à l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle, en Allemagne, et comme scientifique invité au Fermilab, aux États-Unis. Steffen Kappler rejoint Siemens en 2007. Il est l’auteur de nombreuses publications, détient de nombreux brevets et s’est vu décerner en 2015 le prix Siemens de l’inventeur de l’année pour ses réalisations dans le domaine de la tomodensitométrie par comptage de photons. Ces dernières années, Steffen Kappler s’est penché plus particulièrement sur la vision artificielle en vue de l’automatisation des méthodes de travail médicales et sur l’intelligence artificielle appliquée à l’interprétation des images par rayons X.
Alessandra Lombardi
Alessandra Lombardi, physicienne spécialiste des accélérateurs au CERN.
| Bio |
Alessandra Lombardi est physicienne spécialiste des accélérateurs au CERN. Elle se consacre plus particulièrement aux accélérateurs linéaires, notamment au nouveau Linac4 qui fournit des faisceaux de protons au LHC. Elle élabore des lignes directrices pour la conception d’accélérateurs linéaires, mettant surtout l’accent sur leurs applications médicales et sociétales, comme les installations d’hadronthérapie. Alessandra Lombardi était membre de l’équipe qui a conçu un nouveau quadripôle radiofréquence (RFQ) haute fréquence pour le traitement du cancer dans les hôpitaux et pour l’examen d’œuvres d’art.