Pénétrez dans le monde des particules élémentaires et de leurs interactions avec « Quark Clash ».

À l’origine des forces.

Nous n’existons que si nous interagissons. Ceci s’applique aux interactions avec nos semblables ou avec notre environnement. Dans notre corps également, les différents organes interagissent en permanence, assurant la bonne marche de l’ensemble. La plupart des interactions qui nous sont familières sont très complexes et mobilisent un nombre incalculable d’informations.

Exemple d’interaction complexe entre deux personnes.

Cependant les physiciens ont réussi à décomposer la matière en ses éléments les plus simples : les particules élémentaires, objets sans taille ni forme, ni structure mais possédant des propriétés bien précises.

Illustration de notre compréhension de la structure de la matière depuis l’atome, objet complexe, jusqu’à l’électron et les quarks qui sont (actuellement) des particules élémentaires.

Si vous désirez connaitre l’évolution de la notion de constituant élémentaire de la matière, depuis les atomes jusqu’aux récentes découvertes du collisionneur LHC du CERN, une revue rédigée par des acteurs de ces recherches est disponible sur le lien :

https://elementaire.ijclab.in2p3.fr/

(les 9 numéros sont téléchargeables et consultables gratuitement, une version papier peut être commandée sur le site).

Qu’en est-il des interactions ? Peut-on arriver à des interactions élémentaires ? La réponse est positive : il s’agit de celles qui se manifestent entre particules élémentaires et elles sont dues à des échanges de particules, différentes de celles constituant la matière, mais tout aussi élémentaires.

« Quark Clash » vous permet de réaliser ces interactions élémentaires.

On entre ainsi dans le domaine des forces élémentaires dont l’action peut modifier le mouvement des particules mais également, pour certaines d’entre-elles, transformer une particule en une autre, d’un autre type. L’action de ces forces se traduit par celle de particules élémentaires. Le photon, qui vous est sans doute familier, transmet l’interaction électromagnétique et il y a aussi les W⁺, W^- et Z⁰ qui agissent pour l’interaction faible, ainsi que 8 gluons pour l’interaction forte.

L’interaction élémentaire est ainsi le passage d’une particule de départ en une autre (qui peut être identique à la précédente) sous l’action d’une autre particule représentant la force. Avec « Quark Clash » vous réalisez ces interactions élémentaires et apprenez ainsi les mœurs de tous ces petits compagnons que sont les leptons, les quarks, les bosons. Certains se regroupent en « familles » dont l’origine est encore inconnue.

Toutes les transformations entre particules élémentaires ne sont pas possibles, certaines règles (simples) doivent être respectées.

Le logiciel est téléchargeable gratuitement et fonctionne sous Windows ou sur Mac.

Les règles ainsi qu’un tutorial, un « training » et des explications sur les liens existants entre le jeu et la physique sous-jacente sont disponibles dans ce logiciel (en Anglais). Une version de ces règles, pour non-spécialistes, est donnée dans un document joint à cet article (en Français).

Ce jeu s'adresse à tous les publics à partir de 6 ans car il est basé essentiellement sur l'observation.

Plus d’informations sont disponibles sur le lien :

https://elementaire.ijclab.in2p3.fr/quark-clash/

Des démonstrations de ce jeu, ainsi que d’autres utilisant des cartes à jouer

https://elementaire.ijclab.in2p3.fr/quark-poker/

sont envisagées, à Soustons (40140), à l’occasion du « Printemps des Poètes » (16-19 Mars 2023) et de la « Fête de la Science » (en Octobre 2023).

origine de « Quark Clash »

Ce jeu a été créé durant un stage de 3 mois pendant l’été 2015 par quatre stagiaires de l’ENJMIN (École Nationale du Jeu et des Médias Informatiques Numériques). Trois étaient basés à Angoulême et le quatrième à l’École des Arts et Métiers de Paris.

L’encadrement était assuré conjointement par des enseignants des Arts et Métiers et par des ingénieurs en informatique et des physiciens du LAL (Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire) d’Orsay. Le financement a été partagé à parité entre les deux instituts.

Le jeu est dérivé de l’idée, mise en pratique dans « Quark poker », d’utiliser des cartes à jouer pour représenter des particules élémentaires et de les associer de différentes manières afin de représenter leurs interactions, telles qu’elles existent dans la Nature.