Introduction
L'observation directe à l'œil nu est le moyen conclusif traditionnel lors d'une recherche scientifique. Cependant, depuis l'âge moderne, dans l'ère digitale avec ses avancées technologiques, l'homme se base désormais de plus en plus sur la modélisation et les simulations informatiques. Construire une simulation numérique peut permettre aux chercheurs de visualiser des phénomènes qui seraient compliqués à observer d'une autre manière, ainsi que d’inventer des expériences et manipuler des variables à bas prix. Les lycéens sont encore plus limités que les scientifiques dans l'accès aux matériels, à l’équipement, et au budget accessible pour des recherches scientifiques. Cependant, alors que la “recherche virtuelle” repousse les frontières de la création d’expériences, tout scientifique se souvient que les simulations réalisées par un ordinateur ne sont pas plus valables que les suppositions employées pour les créer.
Des champs électromagnétiques pourraient-ils être utilisés afin de protéger des vaisseaux spatiaux des rayons cosmiques du soleil? Quelques expériences physiques et de la modélisation informatique ont alors été utilisées pour visualiser et explorer les effets et les conséquences des champs électromagnétiques sur la trajectoire de particules chargées. On a alors utilisé un système consistant à placer une source radioactive dans une chambre de Wilson pour établir et identifier les trajectoires naturelles des particules chargées électriquement (expérience témoin). Un aimant néodymium (variable) fut également introduit dans l'expérience, ayant pour but de voir ses effets sur la trajectoire des particules. On a également collecté des données supplémentaires utilisant un canon à particule en plomb et un compteur Geiger. La modélisation informatique a été basée sur l’équation de la force de Lorentz et celle de la densité de flux magnétique d'un dipôle, et programmée en Python. La méthode de quatrième ordre Runge-Kutta a été utilisée pour améliorer les résultats du système d’équations différentielles ordinaires utilisé pour tracer la trajectoire des particules dans le modèle initial.
Bien que ni l'expérience physique ni la simulation informatique n'ait produit de réponse conclusive à la problématique initiale, une combinaison des deux résultats donne une image plus claire de l’utilité des champs électromagnétiques dans la déviation des particules chargées provenant du soleil. L’emploi des deux méthodes est aussi une opportunité pour analyser les différences épistémologiques qui existent entre les deux techniques. Les expériences physiques ont fourni des résultats incomplets et difficiles à manipuler, mais reflètent précisément l’interaction complexe entre le champ magnétique et la trajectoire des particules. Le modèle informatique a fourni une variété de résultats plus précis mais aussi plus théoriques et moins complexes. Les différences entre ces deux méthodes soulignent leur utilité complémentaire dans la recherche scientifique.
Des champs électromagnétiques pourraient-ils être utilisés afin de protéger des vaisseaux spatiaux des rayons cosmiques du soleil? Quelques expériences physiques et de la modélisation informatique ont alors été utilisées pour visualiser et explorer les effets et les conséquences des champs électromagnétiques sur la trajectoire de particules chargées. On a alors utilisé un système consistant à placer une source radioactive dans une chambre de Wilson pour établir et identifier les trajectoires naturelles des particules chargées électriquement (expérience témoin). Un aimant néodymium (variable) fut également introduit dans l'expérience, ayant pour but de voir ses effets sur la trajectoire des particules. On a également collecté des données supplémentaires utilisant un canon à particule en plomb et un compteur Geiger. La modélisation informatique a été basée sur l’équation de la force de Lorentz et celle de la densité de flux magnétique d'un dipôle, et programmée en Python. La méthode de quatrième ordre Runge-Kutta a été utilisée pour améliorer les résultats du système d’équations différentielles ordinaires utilisé pour tracer la trajectoire des particules dans le modèle initial.
Bien que ni l'expérience physique ni la simulation informatique n'ait produit de réponse conclusive à la problématique initiale, une combinaison des deux résultats donne une image plus claire de l’utilité des champs électromagnétiques dans la déviation des particules chargées provenant du soleil. L’emploi des deux méthodes est aussi une opportunité pour analyser les différences épistémologiques qui existent entre les deux techniques. Les expériences physiques ont fourni des résultats incomplets et difficiles à manipuler, mais reflètent précisément l’interaction complexe entre le champ magnétique et la trajectoire des particules. Le modèle informatique a fourni une variété de résultats plus précis mais aussi plus théoriques et moins complexes. Les différences entre ces deux méthodes soulignent leur utilité complémentaire dans la recherche scientifique.