Le Monde suivant la Physique:Physics world COM : march 2018 :01

Le changement de présentation de PHYSICS WORLD    m’ont  contraint de sélectionner leurs articles  différemment . JE CHOISIS POUR COMMENCER Physics World podcasts

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1Falcon Heavy and Humanity Star: trailblazers or space junk? Falcon Heavy et Humanity Star: pionniers ou dingues d’espaces !?

15 Mar 2018

Lorsque le SpaceX Falcon Heavy a fait son lancement inaugural le 6 février, la réaction accablante a été celle de la crainte. Sa charge utile largement diffusée - la voiture de sport Tesla Roadster rouge cerise personnelle d'Elon Musk - a ajouté à l'audace de la mission et a réaffirmé le statut d'étoile du rock de Musk. Il ne fait aucun doute qu'un grand nombre d'étudiants à travers le monde auront vu leur imagination s'allumer, certains auront peut-être même commencé à réfléchir aux opportunités passionnantes d'une carrière en ingénierie.

Cependant, il y a eu quelques voix dissidentes. Certains critiques ont suggéré que la charge utile de la fusée ne fait qu'ajouter au problème croissant des débris spatiaux. Peut-être une critique encore plus forte est que le fait de lancer une voiture de sport tape-à-l'œil dans l'espace est un symbole de la distance que les super-riches ont pour les nombreuses personnes sur Terre qui vivent dans la pauvreté. La controverse autour du lancement de Falcon Heavy fait l'objet du podcast mensuel de Physics World, présenté comme toujours par Andrew Glester.

Le roadster Tesla personnel d'Elon Musk est «conduit» à travers l'espace par un mannequin. (Courtoisie: SpaceX)

Andrew et son équipe discutent également de l'édition récente de Humanity Star, qui a également suscité une certaine controverse dans la communauté astronomique. Lancée en janvier par la compagnie privée Rocket Lab, la charge utile de la mission est décrite comme «un satellite hautement réfléchissant qui clignote brillamment dans le ciel nocturne pour créer une expérience partagée pour tous sur la planète.» Certains astronautes craignent toutefois que cette «discothèque  en balle géante "soit frivole et pourrait même interférer avec leur vision du ciel nocturne. Andrew soumet certaines de ces préoccupations au fondateur et PDG de Rocket Lab Peter Beck et débat longuement avec Tushna et Tim, leur demandant s'ils voient une différence fondamentale dans l'éthique et l'impact de ces deux lancements privés de grande envergure.

MON  COMMENTAIRE  /  Ce lancement  montre surtout comment  la science    peut servir la publicité !

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Galaxy devoid of dark matter puzzles astronomers

 Une galaxie   sans matière noire  intrigue les astronomes

Une galaxie lointaine apparemment dépourvue de matière noire a été découverte par des astronomes américains, canadiens et allemands. Paradoxalement, ils croient que leur découverte pourrait renforcer l’hypothèse de la matière noire en tant que source de la «masse manquante» de l'univers - parce que les théories alternatives qui modifient la gravité devraient s'appliquer à toutes les galaxies. D'autres chercheurs, cependant, ne sont toujours pas convaincus.

L'idée que l'univers pourrait comprendre en grande partie des «corps obscurs» remonte à une conférence donnée en 1884 par Lord Kelvin. Dans les années 1930, des astrophysiciens comme Fritz Zwicky ont réalisé que la dynamique des amas de galaxies impliquait qu'ils contenaient beaucoup plus de masse que ce qui était visible aux télescopes - masse qui est maintenant connue sous le nom de matière noire. Des preuves observationnelles plus précises de Vera Rubin et ses collègues ont été présentées en 1980. La plupart des astronomes admettent maintenant que seulement environ 15% de la matière dans l'univers est "normal", mais la nature de l’excédent  reste en grande partie mystérieuse.

Certains astrophysiciens, cependant, ne sont toujours pas convaincus. Soulignant plusieurs observations ,a savoir que la matière noire peine à  être expliquée, ainsi que le fait que personne n'a encore identifié la  dite matière noire, ils affirment que le problème sous-jacent réside dans l'incapacité des théories actuelles de la gravité à prédire correctement la dynamique à grande échelle des galaxies. L'astrophysicien Pavel Kroupa de l'Université de Bonn en Allemagne a soutenu en 2012 que, si le modèle de la matière noire était correct, il devrait y avoir des "galaxies naines de marée" qui, en se formant différemment des autres galaxies,pourraient contenir de la matière noire. L'absence de telles galaxies suggérerait que le modèle de la matière noire reste déficient.

Pieter van Dokkum de l'Université de Yale et ses collègues croient que leur galaxie pourrait faire l'affaire  en tant  que  naine de marée dépourvue de matière noire. En étudiant le groupe de galaxies elliptiques NGC 1052 – à environ 63 millions d'années-lumière de la Voie Lactée - avec le Dragonfly Telephoto Array, que van Dokkum et un collègue ont construit au Nouveau Mexique en 2013, les chercheurs ont remarqué qu'une galaxie naine environnante qui  s'appelait NGC1052- DF2 avait l'air très différente  dans ses images Dragonfly et dans le Sloan Digital Sky Survey. «Pour essayer de savoir ce qui se passait, nous avons demandé du temps sur le télescope Keck et avons également pris quelques images du télescope spatial Hubble», explique van Dokkum.

À l'aide de ces données, les chercheurs ont mesuré la brillance et la vitesse de rotation de divers groupes d'étoiles dans la galaxie. Les chercheurs ont utilisé la méthode de fluctuation de la luminosité de surface, dans laquelle la variation de la luminosité des pixels résultant des fluctuations du nombre d'étoiles que chaque pixel reçoit permet aux astronomes de calculer la luminosité des étoiles simples et d'estimer la distance de la galaxie naine.. En arrivant à la conclusion qu'elle était effectivement associé à NGC 1052 plutôt qu'assise au premier plan, ils ont utilisé des mesures de la luminosité apparente de la galaxie, comparée à sa "vraie" luminosité, pour estimer que la galaxie naine contenait environ 1,1 × 108 masses solaires dans ses étoiles.

Enfin, ils ont utilisé les mouvements des étoiles pour calculer la quantité de matière noire nécessaire pour expliquer les mouvements des amas observés. À leur grande surprise, leurs résultats étaient compatibles avec l'absence totale de matière noire dans la galaxie. Les chercheurs proposent trois scénarios de formation possibles pour leur résultat surprenant. L'un d'entre eux est qu'ils observent une galaxie naine de marée qui s'est formée à partir de la matière normale qui a été libérée lorsque de plus grandes galaxies interagissent entre elles. Cependant, dans tous les scénarios, ils concluent: "NGC1052-DF2 démontre que la matière noire n'est pas toujours couplée à de la matière baryonique sur des échelles galactiques."

Kroupa n'est cependant pas convaincu: il remarque que la galaxie naine apparaît extrêmement exotique, contenant un certain nombre d'amas globulaires exceptionnellement brillants (amas d'étoiles) mais apparemment pas plus pâles. "Si l'objet est déplacé vers l'observateur", dit-il, "la masse gravitationnelle restera à peu près la même, mais les amas globulaires et la galaxie deviendront moins lumineux. Ainsi, les amas globulaires peuvent être mis en accord avec des amas globulaires connus, la galaxie reste moins lumineuse pour la même masse gravitationnelle, et voilà, nous avons de la matière noire dans l'objet, ce qui n'est pas exotique. "

Il conclut que «c'est un document très stimulant, mais je pense que, étant donné l'importance de ce type d'argument, la partie passionnante est que nous pouvons prendre cela comme un stimulus pour étudier la méthode de fluctuation de luminosité de surface un peu plus. La galaxie naine est associée à NGC 1052, cependant, il dit que les chercheurs doivent calculer si l'effet de champ externe - un effet non linéaire dans la dynamique newtonienne modifiée (le principal concurrent de la matière noire) - pourrait expliquer les observations.

Dennis Zaritsky de l'Université de l'Arizona - dont les observations de la grappe  sont souvent citées comme une preuve non ambiguë de la matière noire - est également sceptique. Ses propres doutes, cependant, ne concernent pas les mesures de distance et de luminosité mais les mesures dynamiques. "Nous sommes maintenant dans cette étrange situation où la revendication extraordinaire est que quelque chose n'a pas de matière noire plutôt que cela", explique-t-il: "C'est un objet intriguant et ça vaut le coup de le souligner pour que plus de travail soit fait. , mais je pense que nous ne sommes pas encore là. "Les observations sont décrites dans Nature.

 Tim Wogan est un écrivain scientifique basé au Royaume-Uni

MON COMMENTAIRE  /  Personnellement    je ne crois pas que des études astronomiques  lèveront l’obstacle de l’absence   de résultats   d’identification en labo   …..Si on continue de ne rien voir  , il faut changer de théorie  , voir les théories  telles que  OSCAR  par exemple ….

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Europe picks exoplanet mission for launch

 L Europe s empire d une mission sur les exoplanètes

L'Agence Spatiale Européenne (ESA) a annoncé le lancement de la première sonde dédiée à l'étude de la chimie des atmosphères d'exoplanètes. D'un coût de 450 millions d'euros, la mission ARIEL (Relevé d'exploration de l'exoplanète à grand rayon d'action infrarouge par télédétection atmosphérique) sera lancée en 2028 et observera 1000 exoplanètes sur une période de quatre ans.

ARIEL a battu deux autres missions en lice pour le dernier slot de lancement de l'ESA. L'un était le Turbulence Heating Observer, conçu pour étudier l'interaction du vent solaire avec le champ magnétique de la Terre. L'autre était l'explorateur de polarimétrie à imagerie radiographique pour étudier les émissions de rayons X provenant de sources à haute énergie telles que les supernovas, les galaxies, les trous noirs et les étoiles à neutrons.

ARIEL sera lancé depuis la Guyane française par une fusée Ariane 6-2 et sera placé à Lagrange Point 2 - un point d'équilibre gravitationnel situé à environ 1,5 million de kilomètres au-delà de l'orbite terrestre autour du Soleil. Le site accueillera également le télescope spatial James Webb, dont le lancement est prévu en 2019

A partir de là, ARIEL étudiera les exoplanètes dont la taille varie de Jupiter à la Terre, en se concentrant sur les planètes chaudes qui sont en orbite près de leurs étoiles. Ces températures intenses maintiennent les molécules en circulation dans l'atmosphère et les empêchent de former des couches nuageuses où elles sont plus difficiles à détecter à distance. Le miroir primaire de 1.1 x 0.7 m d'ARIEL recueillera la lumière visible et infrarouge pendant que son spectromètre déterminera les différents gaz dans l'atmosphère d'une planète. Un photomètre capturera  des informations sur la présence de nuages ​​et aidera  à pointer vers l'étoile cible avec une grande précision.

"Bien que nous ayons maintenant découvert environ 3800 planètes en orbite autour d'autres étoiles, la nature de ces exoplanètes reste en grande partie mystérieuse", explique l'astronome Giovanna Tinetti de l'University College London, chercheur principal d'ARIEL. "ARIEL étudiera un échantillon statistiquement important d'exoplanètes pour nous donner une image vraiment représentative de ce que sont ces planètes. Cela nous permettra de répondre à des questions sur la façon dont la chimie d'une planète est liée à l'environnement dans lequel elle se forme, et comment sa naissance et son évolution sont affectées par son étoile parente. "

ARIEL a été développé par un consortium de plus de 60 instituts de 15 pays appartenant à l'ESA. "Ariel est une étape logique dans la science des exoplanètes, nous permettant de progresser sur des questions scientifiques clés concernant leur formation et leur évolution, tout en nous aidant à comprendre la place de la Terre dans l'univers", explique Günther Hasinger, directeur scientifique de l'ESA.

ARIEL va maintenant rejoindre un certain nombre de missions exoplanètes dédiées qui seront lancées dans la prochaine décennie. Le mois prochain, la NASA devrait lancer son Satellite d'enquête sur les exoplanètes en transit, qui permettra d'étudier les étoiles les plus brillantes près de la Terre pour les exoplanètes sur une période de deux ans. L'ESA, quant à elle, lancera une petite mission d'étude des exoplanètes - Characterizing Exoplanet Satellite - plus tard cette année ainsi qu'un observatoire d'exoplanètes, baptisé Plato, en 2026.

Michael Banks est rédacteur en chef du magazine Physics World

MON COMMENTAIRE  /  Je  viens d apprendre que : » Le départ pour l'espace du télescope spatial américain James Webb, successeur de Hubble et le  plus puissant observatoire de l'univers jamais déployé dans l'espace, a à nouveau été retardé et est désormais prévu pour mai 2020, a indiqué l'agence spatiale américaine (Nasa) mardi.   Donc ARIEL en subira les conséquences !

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Clothes washing mystery solved by physicists

 Le mysteres du lavage des habits   résolu par les physiciens

Selon des physiciens aux États-Unis et au Royaume-Uni, un rinçage à l'eau douce est tout aussi important que le lavage avec  détergent pour nettoyer vos vêtements. Ils affirment que le cycle de rinçage joue un rôle clé dans l'élimination de la saleté à l'intérieur des textiles, en mettant en place des gradients chimiques et électrolytiques qui  en tirent. Cela pourrait conduire au développement de machines à laver plus efficaces et écologiques, ajoutent-ils.

Les machines à laver lavent les vêtements avec de l'eau mélangée à un détergent, puis les rincent à l'eau douce avant de les faire tourner. Les détergents de lavage sont des tensioactifs, des composés qui abaissent la tension superficielle entre les liquides et d'autres substances, ce qui facilite leur mélange. En lavant les vêtements, ils aident l'eau à se mélanger et à desserrer la saleté  du  tissu. La compréhension conventionnelle est que c est ce  rinçage puis  imprègne  le tissu et lave la saleté.

Mais, il y a un problème avec cette idée. Dans la plupart des tissus, il y a de minuscules pores qui ne permettent pas d'écoulement important de liquide à l'intérieur. Selon Sangwoo Shin à l'Université d'Hawaï, Patrick Warren d'Unilever au Royaume-Uni et Howard Stone de l'Université de Princeton, il faudrait plusieurs heures pour que les particules de la taille d'un micron diffusent de ces pores micrométriques. Pourtant, un nombre important de particules quittent ces pores sur des échelles de temps beaucoup plus rapides. La question de savoir comment cela est possible est connue dans l'industrie du lavage comme le «problème central  de la stagnation ».

En regardant ce problème, le trio a noté que lorsque le tissu saturé de détergent est exposé à de l'eau fraîche, les molécules de tensioactif sortent rapidement du noyau stagnant. Ils ont émis l'hypothèse que le gradient de tensioactif établi lorsque le tissu est rincé - avec une concentration élevée de tensioactif dans les pores du tissu et une faible concentration dans l'eau environnante - provoque la diffusion de particules de surfactant, avec la saleté, le mouvement dirigé de particules vers le haut ou vers le bas d'un gradient chimique.

Pour tester la théorie, l'équipe a utilisé un canal microfluidique relié à un ensemble de pores en cul-de-sac de 50 μm de large. Ces pores ont agi comme le noyau stagnant d'un morceau de tissu, avec peu de flux dans eux quand un fluide a coulé à travers le canal. Ils ont rempli les pores de particules de polystyrène fluorescentes de 0,5 μm en suspension dans une solution de tensioactif. Ils ont ensuite balayé le canal microfluidique avec une solution de tensioactif de la même concentration et avec une solution de tensioactif 100 fois plus faible

La solution concentrée a balayé les particules de polystyrène à l'entrée des pores, les nettoyant à une profondeur correspondant à peu près à la largeur du pore, mais sans impact sur les particules profondément prisesdans les pores. Après rinçage de l'entrée des pores, la solution faible a cependant provoqué la migration des particules dans les pores dans le canal sur une période de 10 min. Les chercheurs affirment que l'électrophorèse constitue une contribution importante à cette diffusion, la faible concentration de rinçage créant un gradient de tensioactif avec un gradient d'électrolyte qui force les particules à migrer hors du noyau.

L'équipe a également testé leur théorie sur le tissu. Ils ont constaté qu'un morceau de coton coloré au latex de polystyrène est nettoyé mieux et plus rapidement lorsqu'il est rincé à l'eau douce après avoir été imbibé de détergent, que s'il est rincé avec la même solution détergente (voir figure).

Le gradient de tensioactif et la diffusiophorèse résultante ont pour résultat l'élimination de la tache du tissu et des particules de polystyrène à partir des pores parce que le tensioactif se lie aux particules. Cela signifie également que les processus fonctionnent efficacement pour la plupart des types de saleté et de taches.

Surfaces similaires

"Le tensioactif (détergent) s'adsorbe fortement sur la surface de la saleté, ce qui leur confère des caractéristiques de surface similaires", explique Shin. "C'est le potentiel de surface qui conduit la diffusiophorèse, de sorte que toute substance ayant des propriétés de surface similaires devrait se comporter plus ou moins de la même manière."

En plus de résoudre le problème de base de stagnation t, Shin dit que les résultats pourraient aider à améliorer les machines à laver. "Puisque les résultats actuels suggèrent que le rinçage est le joueur clé dans l'élimination des saletés, nous pouvons concevoir un meilleur cycle de lavage-rinçage pour un nettoyage optimal", a-t-il déclaré à Physics World. "Par exemple, un mouvement chaotique et barattant du tambour à linge peut ne pas être essentiel. Cela pourrait réduire la consommation d'énergie et le bruit. Un cycle de rinçage multiple peut ne pas être nécessaire, ce qui pourrait économiser de l'eau fraîche. "

Shin ajoute: "Cette étude pourrait également faire la lumière sur d'autres applications similaires qui nécessitent l'élimination des particules et des gouttelettes des pores profonds par l'utilisation de gradients chimiques, comme dans la production de pétrole ou le nettoyage des pores de la peau."

Michael Allen is a science writer based in Bristol, UKLa recherche est décrite dans Physical Review Appl

MON COMMENTAIRE  / Cela m a rappelé ma jeunesse pour construire des usines de séparation par diffusion gazeuse dans des corps poreux   et éviter les phénomènes  de condensation capillaire   ainsi que les culs de sacs !

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Quantum spin liquid could shed new light on superconductivity

 Un liquid a spin  quantique   éclaire  la supraconductivité

22 Mar 2018

 

Un nouveau type de liquide de spin quantique a été dévoilé par une équipe internationale de physiciens et de chimistes. Maarit Karppinen et ses collègues de l'Université Aalto en Finlande, le Centre brésilien de recherche en physique (CBPF), l'Université technique de Braunschweig en Allemagne et l'Université de Nagoya au Japon ont mis au point la technique de fabrication du matériel. Cela pourrait conduire à la création de nouveaux supraconducteurs à haute température et de matériaux potentiellement utiles pour la création d'ordinateurs quantiques.

Les liquides de spin quantique sont en fait des matériaux magnétiques solides qui sont incapables d'organiser leurs moments magnétiques (ou leurs spins) en un motif régulier et stable. Ceci est différent d'un ferromagnétique, par exemple, dans lequel tous les spins pointent dans la même direction ou un antiferromagnétique où les spins voisins pointent dans des directions alternées. Au lieu de cela, les spins dans un liquide de spin quantique changent constamment de direction d'une manière fluide - même à des températures proches du zéro absolu

Ce nouvel état de la matière a été prédit en 1973 par le futur lauréat du prix Nobel, Philip Anderson, qui raconte à Physics World: «C'était une spéculation que l'on pouvait qualifier de« paresseuse », dans laquelle je ne suivais pas grand-chose de précis ! ».

Cependant, la découverte de la supraconductivité à haute température en 1986 a encouragé Anderson à suivre sa prédiction initiale. En 1987, il a trouvé un lien crucial possible entre la théorie du liquide de spin quantique et la supraconductivité à haute température.

Aujourd'hui, les supraconducteurs à haute température sont recherchés pour une myriade d'applications, notamment les réseaux d'énergie, le transport en lévitation et l'informatique quantique. Cependant, la physique sous-jacente à ces matériaux est encore mal comprise et la possibilité d'étudier un liquide de spin quantique réel a piqué la curiosité des physiciens de la matière condensée, dont Anderson - qui dit: «Il est fascinant qu'ils continuent à arriver.

Pour façonner un liquide de spin quantique, Karppinen et ses collègues ont broyé et pressé un matériau magnétique polycristallin avec un réseau carré  s’ordonnant en pastilles. Ensuite, ils ont modifié les interactions magnétiques de cette structure carrée en ajoutant des ions de tellure et de tungstène au matériau - ce qui a introduit le désordre.

Pour confirmer qu'ils avaient en effet obtenu un liquide de spin quantique sur leurs mains, l'équipe a refroidi leurs échantillons, révélant un magnétisme dynamique caractéristique jusqu'à 19 mK. Ils ont utilisé un certain nombre de techniques différentes, y compris la spectroscopie de spin des muons, la diffraction des rayons X, la magnétométrie SQUID et bien d'autres, pour étayer leur revendication de savoir-faire un liquide de spin quantique.

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Alors que les liquides de spin quantique ont été produits auparavant, la quasi-totalité d'entre eux ont une structure de Kagamé - un treillis de triangles de partage de coin. Ceci est différent du matériau fabriqué par Karppinen et ses collègues, qui est le premier liquide de spin quantique à avoir un réseau carré, que l'on trouve également dans les supraconducteurs à haute température.

Outre avoir le potentiel pour  faire la lumière sur la physique des supraconducteurs à haute température, des liquides de spin quantique pourraient être créés spécifiquement pour abriter des excitations collectives (ou quasiparticules) qui pourraient être utilisées pour stocker et traiter l'information quantique. Ces quasi-particules seraient particulièrement utiles car elles seraient topologiquement protégées contre la dégradation par le bruit ambiant.

Karppinen dit qu'avec plus de travail "cette recherche sur les liquides de spin quantique peut nous conduire à la réalisation expérimentale de l'ordinateur quantique topologique".

Le nouveau liquide de spin quantique est décrit dans Nature Communications.

Benjamin Skuse est un écrivain scientifique basé à Bristol, Royaume-Uni

MON COMMENTAIRE  / Non seulement on nous rebat les oreilles de cet ordinateur   quantique plus rapide et  tutti quanti  , alors que on s’est arrêté à quelques q bits …Mais maintenant   il va falloir subir les phantasmes    d’un ordinateut topologique !!!

 A suivre