Au cours des cent dernières années, la physique a permis de faire progresser considérablement notre compréhension de la nature. Les lois fondamentales régissant de nombreux constituants de l’Univers ont été découvertes, et l’on peut désormais retracer l’évolution de l’Univers jusqu’à 13,8 milliards d’années, soit depuis pratiquement ses tout premiers instants, au moment du Big Bang.
Les scientifiques ont construit des laboratoires s’étendant sur des dizaines de kilomètres afin d’étudier la nature aux échelles les plus petites, et ont envoyé des téléscopes dans l’espace pour recueillir des informations sur les différentes formes de matière et d’énergie existantes. Qu’ignorons-nous encore sur l’Univers ? Quels mystères restent-ils encore irrésolus ?
Lors de cette soirée, nous avons effectué un voyage à travers l’espace et le temps qui nous a fait remonter l’histoire de la physique moderne et découvrir ce que l’on sait et ce que l’on ignore de l’Univers. Des discussions entre scientifiques renommés et un spectacle original de l’Orchestre des Nations sur l’unification de toutes les forces de la nature nous ont initiés à certaines des plus grandes énigmes de l’Univers. Pourquoi y a-t-il plus de matière que d’antimatière dans l’Univers ? Que sont la matière noire et l’énergie sombre ? Comment unifier toutes les forces que nous connaissons ? Avec quelles futures expériences sera-t-il possible de percer les plus grands secrets de la nature ? L’Univers est-il fait de cordes en vibration ? Est-il holographique ? De quoi les trous noirs sont-ils constitués ? Serait-il possible qu’il existe d’autres univers ?
Nous avons été propulsés dans une extraordinaire expérience de physique au CERN. Merci de nous avoir rejoints lors de ce cinquième événement public, organisé en collaboration avec la conférence « Strings » 2024 pour célébrer le 70e anniversaire du CERN.
L’Orchestre des Nations, dirigé par Antoine Marguier, a interprété le spectacle Open Questions, morceau original de musique classique pour orchestre à cordes composé par Domenico Vicinanza à partir de la sonification de données scientifiques.
Intervenants et musiciens
70 ans de découverte
Jácome (Jay) Armas
Professeur auxiliaire à la faculté de physique de l’Université d’Amsterdam (UvA) et ccordinateur du Dutch Institute for Emergent Phenomena.
| Bio |
Jácome (Jay) Armas est professeur auxiliaire de physique théorique à l’Université d’Amsterdam, coordinateur du Dutch Institute for Emergent Phenomena, et membre de l’Institute for Advanced Study à Amsterdam. Il est également professeur associé à l’Institut Niels Bohr, à Copenhague. Jácome Armas a étudié à l’Université d’Aveiro, au Trinity College de Dublin ainsi qu’à l’Université catholique de Louvain, et a obtenu un master à l’Université de Cambridge. Après un doctorat à l’Institut Niels Bohr, à Copenhague, il a occupé des postes de postdoctorant à l’Université de Berne et à l’Université libre de Bruxelles. Il est titulaire de diplômes en ingénierie, en mathématiques, en philosophie et en physique théorique. Ses recherches portent sur divers aspects de la théorie des cordes, des trous noirs, de la dynamique des fluides avec des applications en physique des hautes énergies, de l’astrophysique, de la matière dure, la matière molle et la matière biologique, ainsi que des systèmes complexes. Parallèlement à ses activités de recherche, Jácome Armas a créé Science & Cocktails, plateforme internationale de vulgarisation scientifique organisant des séries d’événement. Il participe à différentes initiatives en faveur de la communication grand public, notamment à travers des spectacles de danse, des pièces de théâtre et des installations artistiques. Récemment paru, son livre Conversations on Quantum Gravity explore la question suivante : sommes-nous loin d’une théorie du tout qui unifie toutes les forces de la nature, y compris la gravité?
Valerie Domcke
Physicienne théoricienne, département Théorie, CERN.
| Bio |
Valerie Domcke est diplômée de DESY (Hambourg, Allemagne) depuis 2013. Elle était postdoctorante à SISSA (Trieste, Italie) et à l’APC (Paris, France), avant de rejoindre, en 2020, le département Théorie du CERN en tant que chercheuse titulaire. Physicienne théoricienne, elle est principalement connue pour ses travaux sur la cosmologie de l’Univers primordial et les ondes gravitationnelles.
Christophe Grojean
Membre du groupe de théorie de DESY à Hambourg et professeur à l’Université Humboldt de Berlin.
| Bio |
Christophe Grojean est membre du groupe de théorie de DESY à Hambourg et professeur à l’Université d’Humboldt de Berlin. Il a commencé ses recherches en physique théorique des hautes énergies au CEA, organisme de recherche français, et obtient son doctorat de l’Université Paris-Sud en 1999. Après deux ans à l’Université de Californie à Berkeley, il réintègre
Saclay en tant que chercheur titulaire, puis séjourne comme professeur invité à l’Université du Michigan d’Ann Arbor. Il travaillera ensuite pendant sept ans au CERN. À l’automne 2012, il rejoint l’Institut de physique des hautes énergies de l’Université autonome de Barcelone comme professeur (ICREA), avant de s’installer à Hambourg et Berlin en 2015. Christophe Grojean a travaillé sur divers sujets touchant à la physique des particules au-delà du Modèle standard. Il est spécialiste de la physique et de la dynamique du boson de Higgs, et des éventuelles déclinaisons de celui-ci. Il a travaillé en étroite collaboration avec des expérimentateurs pour établir le profil de cette nouvelle particule. Il a aussi été membre de plusieurs groupes de travail chargés de définir des propositions scientifiques pour des collisionneurs qui succèderont au LHC, et, depuis 2022, il coordonne les activités du groupe Physique, expériences et détecteurs, qui étudie la faisabilité du prochain grand projet du CERN, le Futur collisionneur circulaire.
David J. Gross
Titulaire de la chaire de physique théorique et ancien directeur de l’Institut Kavli pour la physique théorique (KITP) à l’Université de Californie, Santa Barbara.
| Bio |
David J. Gross est titulaire de la chaire de physique théorique et ancien directeur de l’Institut Kavli pour la physique théorique (KITP) à l’Université de Californie, Santa Barbara. Il a obtenu son doctorat en 1966 à l’Université de Californie, Berkeley. Avant de rejoindre le KITP, il occupait la chaire Thomas Jones de la physique mathématique à l’Université de Princeton. En 2004, David Gross a reçu le prix Nobel de physique, conjointement avec David Politzer et Frank Wilczek, « pour la découverte de la liberté asymptotique dans la théorie de l’interaction forte ». Il a également reçu, entre autres récompenses, le prix Sakurai, la bourse MacArthur, la médaille Dirac, la médaille Oskar Klein, le prix Harvey, le prix Physique des hautes énergies et physique des particules de la Société européenne de physique (EPS) et la Grande médaille de l’Académie française des sciences. Il est notamment membre de l’Académie nationale des sciences, l’Académie américaine des arts et des sciences, la Société américaine de philosophie, et des académies indienne, chinoise et russe des sciences. En 2020, il est devenu président de la Société américaine de physique.
Juan Maldacena
Titulaire de la chaire Carl Feinberg à l’Institute for Advanced Study à Princeton.
| Bio |
Juan Maldacena est titulaire de la chaire Carl Feinberg à l’Institute for Advanced Study de Princeton, aux États-Unis. Il est né en 1968 à Buenos Aires, en Argentine. En 1991, il obtient un diplôme de l’Instituto Balseiro, en Argentine, et en 1996, un doctorat de l’Université de Princeton. Il devient ensuite professeur à Harvard, avant de rejoindre l’Institute for Advanced Study en 2001. Ses recherches portent notamment sur la théorie quantique des champs, sur la gravité quantique et sur la théorie des cordes. Il étudie le lien entre les systèmes quantiques et la gravité. Il est membre de l’Académie nationale des sciences et de l’Académie américaine des arts et des sciences. Il a été récompensé par le prix Dannie Heineman, le prix Dirac décerné par l’ICTP et le prix Physique fondamentale.
Shiraz Minwalla
Professeur émérite, département de physique théorique de l’Institut de recherche fondamentale Tata, Mumbai.
| Bio |
Shiraz Minwalla a été étudiant à l’Institut indien de technologie de Kanpur, doctorant à l’Université de Princeton, boursier de la Society of Fellows d’Harvard et professeur auxiliaire à l’Université d’Harvard, avant de rejoindre l’Institut de recherche fondamentale Tata, où il occupe le poste de professeur émérite de physique. Il a travaillé sur la théorie quantique des champs, sur la gravité et sur la théorie des cordes. Il a notamment codécouvert la correspondance fluide/gravité, qui met en lien de façon surprenante les équations d’Einstein sur la gravité et les généralisations relativistes des équations de Navier-Stokes sur la dynamique des fluides. Les travaux de Shiraz Minwalla ont été récompensés par plusieurs distinctions, notamment le prix New Horizons, le prix Infosys, le prix TWAS, le prix Bhatnagar, le prix Nishina Asia (première édition) et le prix ICTP.
Andrew Strominger
Titulaire de la chaire Gwill E. York à l’Université d’Harvard.
| Bio |
Andrew Strominger est un physicien théoricien de renom, titulaire de la chaire Gwill York de physique à l’Université d’Harvard. Il a obtenu son doctorat au MIT en 1982 et a travaillé à l’Université de Californie, à Santa Barbara, avant de rejoindre Harvard en 1997. Andrew Strominger a apporté d’importantes contributions dans les domaines de la gravité quantique, la théorie des cordes, la relativité générale, les trous noirs, l’astronomie et les mathématiques pures. Ses travaux les plus notables portent sur la formulation de la compactification par les variétés de Calabi-Yau dans la théorie des cordes, le système Strominger pour la géométrie non kählerienne, le calcul holographique de l’entropie Bekenstein-Hawking pour les trous noirs dans la théorie des cordes, l’équivalence des théorèmes mous, les symétries asymptotiques, l’effet mémoire gravitationnel, les prédictions observationnelles de nouveaux effets mémoires des ondes gravitationnelles et la structure fine des anneaux de photons entourant les trous noirs. Il est membre de la collaboration BHEX qui préconise à présent le lancement d’une mission spatiale pour confirmer les prédictions sur les anneaux de photons. Andrew Strominger a reçu de nombreuses récompenses et distinctions pour ses recherches, notamment le prix Eisenbud de l’American Mathematical Society, la médaille Dirac, la médaille Oskar Klein, le prix Dannie Heineman, le prix Frontières de la physique et le prix spécial de physique fondamentale.
Cumrun Vafa
Titulaire de la chaire Hollis de mathématiques et de philosophie naturelle et directeur du département de physique, Université d’Harvard.
| Bio |
Cumrun Vafa est titulaire de la chaire Hollis de mathématiques et de philosophie naturelle et directeur du département de physique à l’Université d’Harvard, où il est chercheur et enseignant de physique théorique depuis 1985. Il a acquis une réputation internationale pour son travail révolutionnaire sur la théorie des cordes et les technologies mathématiques nécessaires à l’exploration de ce champ de recherche. C’est l’un des scientifiques à l’origine de la révolution de dualité dans la théorie des cordes, qui a transformé notre compréhension des lois fondamentales de l’Univers. Il a mis au jour des énigmes liées aux trous noirs et est l’inventeur de la « théorie F », l’une des pistes les plus prometteuses pour relier les solutions de la théorie des cordes appelées « paysage des cordes » à la physique des particules. Les idées qu’il a développées sur « le marécage » à propos de théories de gravité quantique, cohérentes en apparence, mais qui s’avèrent non cohérentes, ont permis de restreindre les résolutions possibles de la théorie des cordes. Cumrun Vafa a reçu de nombreuses distinctions pour son travail sur la physique théorique, notamment le prix spécial de physique fondamentale 2017 et la médaille Dirac 2008 décernée par l’lCTP, ainsi que des prix pour ses travaux sur la physique mathématique décernés par l’American Mathematical Society et l’American Physical Society. Il est membre de l’Académie nationale des sciences et de l’Académie américaine des arts et des sciences. C’est aussi l’auteur du livre Puzzles to Unravel the Universe, qui présente les lois fondamentales de la physique des particules à l’aide de casse-tête mathématiques amusants.
Irene Valenzuela
Physicienne théoricienne, département Théorie, CERN.
| Bio |
Irene Valenzuela est une physicienne théoricienne travaillant actuellement au département Théorie du CERN. En 2015, elle obtient un doctorat en physique théorique de l’Université autonome de Madrid, récompensé par un prix de l’Académie royale des sciences exactes, physiques et naturelles d’Espagne. Elle devient ensuite postdoctorante à l’Institut Max Planck de physique de Munich, à l’Université d’Utrecht, à l’Université Cornell et à l’Université d’Harvard. En 2021, elle commence un contrat de titularisation conditionnée auprès de l’Institut de physique théorique UAM-CSIC à Madrid, contrat financé par la bourse Ramon y Cajal et mis en suspens pour la durée de ses travaux au CERN. Ses recherches portent sur l’interaction entre la gravité quantique (en particulier la théorie des cordes), la physique des particules et la cosmologie. C’est une personnalité de premier plan dans le domaine du programme « marécage » (swampland), qui vise à déterminer les contraintes imposées par la gravité quantique à des énergies basses. En 2021, le Conseil européen de la recherche alloue à Irene Valenzuela une prestigieuse bourse pour chercheurs débutants afin qu’elle dirige un groupe chargé d’étudier ces contraintes. Son début de carrière exceptionnel lui a aussi valu plusieurs prix : l’Award for Young Investigator in Theoretical Physics 2021 de la Real Sociedad Española de Física, le Frontiers of Science Award 2023 de l’ICBS, et le Joven Talento Cientifico Femenino 2023 de l’Académie royale des sciences exactes, physiques et naturelles d’Espagne. Elle est également boursière du programme espagnol ATRAE et membre de l’Academia Joven d’Espagne.
Orchestre des Nations (ODN)
Antoine Marguier – director
Domenico Vicinanza – composer
| Bio |
Domenico Vicinanza est scientifique, compositeur et orchestrateur. Titulaire d’un master et d’un doctorat en physique, il a travaillé au CERN comme attaché scientifique pendant plus d’une décennie. Il a étudié la composition et l’orchestration pour le cinéma et la télévision au Berklee College of Music. Il a, en tant que compositeur de musique et chercheur en sonification, travaillé avec des organisations comme le CERN et la NASA, créant de la musique à partir de missions spatiales, d’expériences de physique des particules et de données interstellaires. Il est professeur associé à l’Université Anglia Ruskin de Cambridge, au Royaume-Uni, et responsable mobilisation communautaire et recherche pour le réseau GÉANT.
Il travaille sur l’application des technologies informatiques et réseau dans les sciences et les arts depuis la fin des années 1990, et a dirigé le projet ASTRA (Ancient Instrument Sound/Timbre Reconstruction Application) visant à reconstruire des instruments de musique à l’aide de modèles informatiques. Il dirige également le comité du programme NPAPW (Network Performing Art Production Workshop), une conférence portant sur les applications de technologies de pointe dans les arts de la performance.
Domenico Vicinanza a été artiste en résidence à l’Université d’Exeter en 2019-2020, et il a obbtenu le premier permis de recherche délivré par le National Park Service des États-Unis, l’autorisant à mener un projet de recherche au parc national de Yellowstone, afin de créer des morceaux de musique de chambre à partir de phénomènes géophysiques. C’est un ambassadeur enthousiaste de l’utilisation de la technologie dans les arts pour surmonter les handicaps et promouvoir l’inclusion, notamment en concevant et construisant des instruments de musique dotés de microcontrôleurs adaptés aux artistes en situation de handicap.
La production scientifique et artistique de Domenico Vicinanza a fait l’objet de publications dans plusieurs revues internationales évaluées par des pairs (Physics Letters B, Nuclear Instruments and Methods, European Physics Journal) et il a donné des interviews pour, entre autres, les journaux Financial Times, The Guardian et The Times, la radio NPR, les chaînes BBC, CNN et Discovery Channel, ainsi que les revues Forbes, Discover magazine, New Scientist et Scientific American.