Explorer l'invisible

Cette page internet accompagne un livret de cartes postales scientifiques ayant pour objectif de montrer les Mathématiques et les Sciences au travers d’images esthétiques à même de susciter la curiosité du lecteur.

La collection d’images, les textes sur les cartes, ainsi que les informations qui les accompagnent sur cette page ont été établis par différentes disciplines réunies au sein du Scienscope de l’UNIGE pour promouvoir de manière visuelle l'interface que celui-ci joue entre la recherche et le grand public.

Tous les sujets montrés sont en lien avec des recherches faites à l'Université de Genève ou avec des activités des Scopes. Ils s’articulent sur le thème "Explorer l'Invisible" qui aborde les raisons variées de l’invisibilité : un invisible dû à la taille pour le monde microscopique (particules élémentaires, atomes, molécules), ou à la distance pour les objets astronomiques; un invisible inaccessible à nos sens, comme pour le champ électromagnétique, ou carrément abstrait, dans le cas des structures mathématiques. Ces invisibles peuvent de plus se combiner ou avoir encore d’autres visages.

C’est une petite collection d’images, loin d’être exhaustive et qui est amenée à se développer. Nous vous souhaitons beaucoup de plaisir à les regarder, et nous espérons qu'elles susciteront des interrogations et des discussions.

Cette collection a été élaborée par Massimo Caine (BiOutils), Shaula Fiorelli (Mathscope), Andreas Müller (coordination; Didactique des Sciences, Physiscope et Stellarium Gornergrat), Didier Perret (Chimiscope). Graphisme : Guy Mandofia, UNIGE

Nuit étoilée magnétique – entre Planck et Van Gogh

Le champ magnétique et le rayonnement cosmologique diffus, mesurés par la sonde spatiale «Planck» sont intégrés dans un tableau de van Gogh en fausses couleurs. Pourquoi les champs magnétiques sont-ils importants pour les astronomes ?

Vésicules lipidiques géantes – vue d’artiste

Quel rapport entre ces vésicules et une plongée dans les abysses? Des molécules fluorescentes mécanosensibles en forme de palmes! Ces sondes produisent des lumières de couleurs différentes selon les microdomaines qu’elles rencontrent à la surface des vésicules!

Voir le son

Publiées en 1787 par E. Chladni, ces figures apparaissent lorsqu’un archet de violon frotte une plaque métallique couverte de sable. La précision de ses dessins est d’autant plus remarquable lorsqu’on la compare à une modélisation mathématique. Si ces images permettent de voir le son, un son permet-il de décrire la forme d’un tambour?

Un élégant chef d’orchestre

Tel un groupe de musiciens dirigés par un chef d’orchestre, la division cellulaire doit être soigneusement orchestrée afin de maintenir une parfaite symphonie. Ce chef d’orchestre cellulaire est une organelle appelée le centrosome, une des plus belles structures de la cellule.

Vortex

Vue d’artiste d’un supraconducteur à haute température plongé dans un champ magnétique. Ce champ induit des tourbillons de courant électrique appelés vortex, qu’il est possible d’observer par spectroscopie tunnel locale. Savez-vous que les matériaux supraconducteurs et ces vortex trouvent déjà des applications dans la vie courante?

Face-à-face d’embryons: souris contre poulet

Par quels privilèges le poulet a-t-il une vue d’aigle tandis que la souris doit se contenter d’être myope comme une taupe? Les mécanismes complexes de la rétinogénèse et les interrupteurs génétiques non codants y sont pour beaucoup...

De la rouille à la médaille Fields

Comment modéliser l’interface entre la partie rouillée et la partie intacte? La théorie de la percolation permet de le faire. On peut ainsi montrer que l’interface est une fractale aléatoire très particulière dont l’étude est liée à la médaille Fields 2010 de S. Smirnov.

L’union fait la force

«Un pour tous, tous pour un» est une expression célèbre reprise dans le roman : "Les Trois Mousquetaires"… Est-il possible que l'auteur, Alexandre Dumas, au lieu des combattants aguerris, parlait en réalité du monde caché des communautés de bactéries ?

Filamentation laser

Faisceau LASER de forte puissance avec filaments de haute intensité (diamètre 0.1 mm). Que sont les points brillants dans cette image?

Modèle de la molécule d’eau

La molécule d’eau H2O est exemplaire par ses caractéristiques et son comportement. Et pourtant, nos ressources planétaires en eaux sont mises à mal et il faut de l’ingéniosité pour traquer les substances nocives dont elles héritent des activités humaines et industrielles. En quoi la molécule d’eau se distingue-t-elle de toutes les autres molécules répertoriées?

De la 2D à la 3D grâce aux statistiques

Est-il possible de déterminer la densité gazeuse d’un amas de galaxies uniquement à partir de cette image en deux dimensions prise par le télescope spatial à rayons X XMM-Newton? Faites appel à un statisticien!

Percevoir la lumière sans se laisser bruler

C’est bien connu, les plantes tirent leur énergie du soleil. Mais comme pour notre peau, les radiations du soleil peuvent être néfastes pour les végétaux. Quels sont ces récepteurs sophistiqués utilisés par les plantes pour percevoir la lumière sans se laisser brûler ?

Planeterrella

La Planeterrella est une expérience qui permet de simuler et montrer des aurores polaires et d’autres phénomènes liés à l’interaction entre une étoile et ses planètes (Uranus, exoplanètes, jets stellaires, etc.). Pourquoi de tels phénomènes sont-ils importants pour les êtres humains?

De la chute de l’empire romain au prix Nobel de chimie 2016

L’étrange analogie entre ce macrocycle moléculaire (XXIe siècle) et les mosaïques de la cathédrale Saint-Pierre (Ve siècle) rappelle que le chercheur puise son inspiration dans la Nature qui l’entoure. De telles découvertes ont mené au Prix Nobel de chimie 2016. Quel nom donne-t-on à cette molécule à topologie complexe?

D’un problème de ponts à une recherche sur Google

Connaissez-vous la ville de Königsberg et ses sept ponts? Pourtant, le problème de savoir s’il est possible de parcourir tous ses ponts sans passer deux fois par le même est la première pierre de la théorie mathématique qui se cache sous chacune de vos recherches sur Google!

De l’énergie pour la vie

Les cyanobactéries, telles que les spirulines représentées ici, furent les premiers organismes à produire l'oxygène que nous respirons. Par quelle symbiose intime sont-elles devenues les petites centrales solaires qui fournissent aux cellules des plantes toute leur énergie ?

Super-Kamiokande – Chasseur de neutrinos

Il s’agit d’un gigantesque détecteur de neutrinos au Japon. Il permet, entre autre, d’étudier la transformation entre différents types de neutrinos, phénomène lié à la prépondérance de la matière par rapport à l’antimatière dans l’Univers. Vu la taille du détecteur, que peut-on dire de l’intensité des effets produits par les neutrinos?

Escaliers quantiques pour assemblages complexes

Avec une lumière bien choisie, certains cristaux peuvent circuler entre des niveaux énergétiques distincts comme on emprunte les escaliers. Sauf que dans le monde atomique, la hauteur des étages est gouvernée par des règles – dites quantiques – qui défient l’entendement... En quoi la mécanique quantique est-elle indispensable au chimiste?

Toutes différentes, et pourtant…

Les frises présentées ici sont toutes différentes. Cependant, un algébriste vous expliquerait qu’il y a un moyen de classer toutes les frises en exactement sept catégories, ni plus ni mois. Sauriez-vous comment?

L’emballage d’ADN

Comment faire entrer deux mètres d’ADN dans le noyau de chacune de nos cellules? L’image montre comment l’ADN peut se compacter en s’enroulant autour des protéines pour former des nucléosomes. Pour visualiser cette structure, des cristaux de nucléosomes ont été bombardés par des rayons X (taches noires).

Transit planétaire – Méthode de découverte des planètes extrasolaires

Tableau périodique des éléments – détail

Le tableau périodique contient tous les éléments répertoriés à ce jour. Il répond à des règles strictes, établies par l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée. Une erreur s’est glissée dans le détail du tableau; saurez-vous la découvrir?

Le hasard est une loi qui voyage incognito

Peut-on prévoir le hasard? Existe-t-il des règles qu’il est tenu de respecter? et si oui, quelles sont-elles? Que de questions intéressantes à poser à un probabiliste!

Les architectes de la nature

Tout autour de nous, de minuscules organismes agissent comme d’habiles architectes de la nature. La beauté de leurs œuvres est telle que de majestueux palais ont été construits, inspirés par leurs formes particulières… Mais qui sont ces architectes invisibles?