Ce dont vous aurez besoin :

1. Une bouteille en plastique (que vous pouvez sacrifier)
2. Un récipient (de même capacité que la bouteille ou plus grande)
3. Une perceuse (veillez à ce que le trou soit lisse et bien circulaire)
4. Un support (ou tout autre objet sur lequel vous pouvez poser votre bouteille pour qu'elle soit plus haute que la table)
5. Un surligneur jaune 
6. Un pointeur laser bleu (nous avons utilisé un laser de 5 mW à 405 nm, évitez de l'envoyer dans les yeux).

Pour aller plus loin :

Dans notre fontaine, nous pouvons observer que le faisceau de lumière suit le cours d'eau, au lieu de le traverser en ligne droite. Cela est dû au phénomène de réflexion totale interne : au lieu d'être réfracté dans l'air à l'interface air/eau, le faisceau laser est renvoyé dans l'eau. C'est le principe de base du fonctionnement des fibres optiques. [1,2]

Le fait que nous puissions voir le faisceau au départ n'est pas anodin. Le rôle de l'encre du surligneur est de rendre le faisceau visible. La lumière bleue émise par le laser, de haute énergie, proche des UV, frappe les particules d'encre. Elles diffusent une partie de cette lumière, et absorbent l’autre partie. Comme les molécules d'encre sont fluorescentes, elles réémettent de la lumière dans la région jaune-vert du spectre, autour de 510 nm pour les surligneurs jaunes-verts, souvent à base de pyranine. [3] Pour en savoir plus sur ce phénomène et sur la luminescence en général, regardez la vidéo de notre cours de physique en ligne. 

Au final, la lumière qui sort de la bouteille est à la fois guidée dans sa trajectoire et décalée vers le vert pour sa longueur d’onde – exactement comme pour les fibres optiques que l'on trouve dans le calorimètre à tuiles du détecteur ATLAS. [6] Le calorimètre hadronique à tuiles est l'une des nombreuses couches du détecteur ATLAS. C'est la partie la plus lourde de l'expérience, avec 420 000 tuiles scintillantes en plastique réparties dans 128 modules comme celui de la vidéo, disposés en un cercle de 8,5 m de diamètre. [5] C'est l'un des deux calorimètres de l'expérience ATLAS ; les calorimètres mesurent l'énergie des particules créées lors des collisions.  

Liens supplémentaires:

• [1] Dianna Cowern, How to control light with water, YouTube (2016). L’utilisation de fibres optiques en communication.
• [2] Daniel Colladon, Sur les réflexions d’un rayon de lumière à l'intérieur d’une veine liquide parabolique, La Nature (1842). La première publication faisant état du guidage de la lumière par un jet d’eau, par un professeur de physique de l’Université de Genève.
• [3] Compound Interest, The chemistry of highlighter colors, compoundchem.com (2015). Fonctionnement des surligneurs.
• [4] ATLAS Experiment website, Explication des deux calorimètres dans le détecteur, atlas.cern.
• [5] Ana Henriques, The ATLAS Tile Calorimeter, ANIMMA Conference Proceedings (2015). Présentation du calorimètre à tuiles.
• [6] Alexander Solodkov, The ATLAS Tile Hadronic Calorimeter Production, calibration and performance, LHC Days in Belarus Workshop (2018). Informations plus détaillées sur les tuiles scintillantes et les fibres à décalage de longueur d'onde dans le calorimètre à tuiles.