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CERN homes
in on Higgs coupling to top quarks
Des bosons de Higgs produits conjointement avec une paire de
quarks top ont été observés indépendamment par des physiciens travaillant sur
les détecteurs CMS et ATLAS au CERN. Dans les deux cas, la signification
statistique des observations est bien au-dessus du 5σ qui est habituellement
considéré comme une découverte en physique des particules. Les résultats
pourraient ouvrir la porte à une meilleure compréhension du champ de Higgs, qui
donne aux particules fondamentales telles que les électrons et les quarks leurs
masses uniques.
En 2012, des physiciens travaillant sur les détecteurs ATLAS
et CMS du Large Hadron Collider (LHC) du CERN ont annoncé la découverte du
boson de Higgs. D'abord proposé en 1964, la particule et son champ associé
proviennent d'un événement de rupture de symétrie qui s'est produit dans
l'univers très tôt. Cela a créé un champ scalaire uniforme connu sous le nom de
champ de Higgs qui pénètre tout l'espace. Les particules élémentaires telles
que les leptons, les quarks et les bosons W et Z "acquièrent" leurs
masses distinctes en se couplant à ce champ
Les particules de Higgs sont créées au LHC lorsque les
protons sont brisés les uns dans les autres à des énergies aussi élevées que 13
TeV. Il y a plusieurs façons de produire une particule de Higgs lors d'une
collision, y compris plusieurs processus qui créent également un quark top et
un antiquark. Ces processus sont relativement rares, correspondant à environ 1%
des particules de Higgs créées dans les collisions du LHC.
L'étude de ces processus est cependant d'un grand intérêt
pour les physiciens car elle permet de comprendre comment les quarks supérieurs
acquièrent leur masse extrêmement élevée en se couplant au champ de Higgs.
Ceci, à son tour, pourrait fournir des indices importants sur le mécanisme
microscopique qui a fait émerger le champ de Higgs et remplir l'espace et le
temps, ce qui reste mal compris. La nature forte du couplage de quarks de
Higgs-top signifie également qu'il devrait être relativement simple de détecter
d'éventuels écarts par rapport au modèle standard, ce qui pourrait indiquer une
nouvelle physique.
Jusqu'à présent, plutôt que de faire une découverte complète,
les physiciens n'ont obtenu que des preuves limitées du couplage au champ de
Higgs avec le quark top,. La preuve a été à la fois indirecte et directe, cette
dernière nécessitant l'identification de la particule de Higgs et des quarks
supérieurs produits lors de la collision. C'est délicat, car les trois
particules se décomposent beaucoup trop rapidement pour être détectées
elles-mêmes, ce qui signifie que leurs produits de désintégration doivent être
observés.
Dans Physical Review Letters, les physiciens travaillant sur
le détecteur CMS rapportent la première observation au niveau de la découverte
de la coproduction de la particule de Higgs et d'une paire de quark-antiquark.
L'observation consistait à passer en revue d'énormes quantités de données
prises à des énergies de collision proton-proton de 7, 8 et 13 TeV - en
cherchant un certain nombre de chemins de désintégration différents qui peuvent
être empruntés par les quarks supérieurs et le Higgs. Une voie étudiée, par
exemple, implique que le boson de Higgs se désintègre en une paire de quarks
inférieurs, tandis que les quarks supérieurs se désintègrent pour produire au
moins un électron ou un muon.
La collaboration CMS calcule également la force de couplage
du quark Higgs-top, la trouvant plus grande que celle prédite par le modèle
standard. Cependant, ce résultat a une signification statistique relativement
faible d'environ 1σ.
Pendant ce temps, les physiciens travaillant sur
l'expérience ATLAS au LHC ont publié une pré-impression d'un article qui décrit
comment ils ont également découvert la production de Higgs en conjonction avec
des paires de quarks supérieurs. Toujours en utilisant les données des
collisions proton-proton de 7, 8 et 13 TeV, l'analyse ATLAS a identifié le
processus de production à une signification statistique de 6,3σ. L'équipe ATLAS
a également calculé la vitesse à laquelle les bosons de Higgs sont créés ainsi
qu'une paire de quark top pour des collisions de 13 TeV. Bien que leur valeur
soit légèrement supérieure à celle prévue par le modèle standard, elle concorde
avec l'incertitude expérimentale
«Ces mesures des collaborations CMS et ATLAS donnent une
forte indication que le boson de Higgs joue un rôle clé dans la grande valeur
de la masse du quark top», déclare Karl Jakobs, porte-parole de la
collaboration ATLAS.
Fabio Cerutti d'ATLAS dit que l'observation de la production
de quarks de Higgs -top est "un résultat très important et une étape
importante dans la physique des hautes énergies qui était l'un des principaux
objectifs de la deuxième session du LHC", qui a débuté en 2015 an.
Hamish Johnston est l'éditeur de physique générale de
Physics World
MON COMMENTAIRE / Ces travaux
sont intéressants car ils
confirment comment le champ de
Higgs pourrait configurer les
masses des plus gros quarks et permettent également de voir grâce aux
produits finaux de désintégration les diverses voies possibles … Le quark top est un » monstre de masse
et est difficile à obtenir et sa
traduction en mode Corde reste à
produire…..
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2‘Frustrated’ water molecules drive supramolecular self-assembly
MISE À JOUR DE LA RECHERCHE SUR LA CATALYSE ET LA CHIMIE
Des molécules d'eau «frustrées» entraînent l'auto-assemblage
supramoléculaire
04 juin 2018 Belle Dumé
ert Meijer et Nathan van Zee
Bert Meijer et Nathan van Zee
Bien que les huiles ne contiennent que des traces de
molécules d'eau, elles peuvent diriger les processus supramoléculaires en
formant de nouvelles liaisons hydrogène. Puisque de nombreux processus
chimiques, industriels et non industriels, se déroulent dans l'huile, ce
nouveau résultat inattendu signifie que beaucoup de recherches antérieures
devront être réévaluées pour prendre en compte l'effet de l'eau. Les résultats
seront également importants pour la conception de matériaux supramoléculaires
dans une foule d'applications, y compris l'électronique et la catalyse.
Les huiles telles que les alcanes contiennent moins de 0,01%
d'eau dissoute, de sorte que son rôle chimique dans ces composés a souvent été
négligé. "Nous avons maintenant trouvé que cette eau peut diriger les
changements structurels dans les structures supramoléculaires
unidimensionnelles", explique Bert Meijer de l'Université de technologie
d'Eindhoven, qui a dirigé cette étude. "Puisque l'assemblage
supramoléculaire est dans de nombreux cas réalisé dans des solvants
hydrocarbonés, il est important de prendre en compte cette eau."
Grâce à la spectroscopie, à la calorimétrie et à la
modélisation théorique, Meijer et ses collègues ont découvert que les molécules
d'eau forment de nouvelles liaisons hydrogène avec des structures
supramoléculaires dans les huiles. "Les molécules d'eau sont polaires -
c'est-à-dire qu'un côté de la molécule est chargé négativement et l'autre est
chargé positivement", explique le premier auteur de l'étude, Nathan Van
Zee. "Ils se lient par liaison hydrogène, mais comme l'huile est
hydrophobe, elle repousse l'eau. Cette répulsion signifie qu'il y a peu
d'espace pour que les molécules d'eau se lient avec d'autres molécules d'eau,
ce qui les laisse isolées.
"Ces molécules d'eau" frustrées "possèdent
donc une énergie enthalpique potentielle sous la forme de liaisons hydrogène
non réalisées", explique Van Zee. "Et cette énergie devient en fait
une force motrice thermodynamique pour que les molécules se lient à l'hydrogène
avec les structures supramoléculaires dans les huiles."
Les chercheurs ont obtenu leur résultat de façon inattendue
en étudiant l'auto-assemblage du biphényl tétracarboxamide. Dans la masse, ce
composé forme des agrégats de structure liquide hélicoïdale. Il forme également
des agrégats 1D lorsqu'il est dilué dans des solvants tels que le
méthylcyclohexane (MCH). Aux concentrations micromolaires dans MCH, cependant,
les agrégats hélicoïdaux ont parfois une structure dans le sens des aiguilles
d'une montre et parfois une structure dans le sens inverse
La cause sous-jacente de cette variation déroutante de la
chiralité s'est révélée directement liée à la quantité d'eau présente dans
l'échantillon - même si elle n'est que de quelques parties par million
"Nous soupçonnons que de nombreux rapports précédents
sur des phénomènes inexpliqués dans les huiles - qu'il s'agisse de changements
dans la structure, la taille ou le traitement - sont fondamentalement liés aux
interactions avec l'eau", explique Meijer. "Nous espérons que les
chercheurs vont maintenant envisager de réexaminer leurs résultats précédemment
(inexpliqués) à la lumière de nos nouvelles découvertes", explique-t-il à
Physics World.
"Nous croyons que nos résultats portent le sujet de
l'auto-assemblage et de l'auto-organisation à un tout autre niveau. En effet,
nous pensons que c'est le début de la «synthèse non-covalente», un champ
complètement nouveau dans la chimie supramoléculaire. "
Songhi Han de l'Université de Californie à Santa Barbara,
qui n'était pas impliqué dans ce travail, est d'accord: "Cette étude
illustre 'l'émerveillement de l'eau' dans la médiation de l'auto-assemblage,
comme elle peut se métamorphoser en réactif dans une couche lubrifiante ou un
solvant (comme indiqué dans d'autres études), et tout le reste.
Les chercheurs d'Eindhoven disent qu'ils vont maintenant
chercher à exploiter les interactions des molécules d'eau dans les huiles et
créer de nouveaux gels sensibles aux stimuli. "Ces interactions pourraient
également être utilisées pour moduler la structure de matériaux tels que les
polymères supramoléculaires 1D. Ces polymères peuvent être conçus pour avoir un
réseau de liaison hydrogène quelque peu flexible qui les maintient ensemble, ce
qui les rend très sensibles à la liaison de l'eau et aux changements de
structure consécutifs. L'eau joue également un rôle important en dictant la
structure des fibres supramoléculaires 1D rigides, car elle semble jouer un
rôle dans le contrôle des interactions latérales entre fibres
supramoléculaires. "
Les détails complets de la recherche sont détaillés dans Nature
10.1038 / s41586-018-0169
Belle Dumé est rédactrice en chef de Physics Worl
MON COMMENTAIRE /J’avoue un certain étonnement … La polymérisation de l’eau par liaison hydrogène
est bien connue et dans les années 70
tous les chimistes se rappellent des
travaux controversés américains
sur la « polywater » ….Arriver
à démontrer que la liaison hydrogène
peut fonctionner aussi entre l’eau
et les alcanes (
hydrocarbures saturés linéaires rappelons-le )
me semble une performance …Bienvenue
aux nouveaux gels ou émulsions que cela
pourrait permettre de créer …Messieurs
les breveteurs professionnels à vos
postes !
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Learning from the ozone solution
Apprendre de la solution ozone
21 mai 2018 James Dacey Dans l'épisode du mois de mai de notre podcast Worlds
Physics World, Andrew Glester e PHYSICS EST en conversation avec le lauréat du prix
Nobel, Mario Molina. Le chercheur mexicain a partagé le prix Nobel de chimie
1995 pour son travail sur la compréhension de la formation et de la
décomposition de l'ozone dans l'atmosphère terrestre. Il parle de la façon dont
la récompense a transformé son statut de scientifique, lui donnant une
plate-forme unique pour influencer les politiciens.
L'interdiction des substances (principalement des produits
chimiques des CFC) qui appauvrissent l'ozone en vertu du Protocole de Montréal
de 1987 est saluée comme un exemple éclatant d'action mondiale coordonnée dans
la lutte contre un problème environnemental. Molina parle de la façon dont les
industries dans les années 1980 ont prêté attention aux scientifiques à un
stade relativement précoce, et ont cherché des produits et des procédés
alternatifs aux CFC. Il s'interroge sur les raisons pour lesquelles il est plus
difficile aujourd'hui de traiter de la question plus complexe du changement
climatique.
Plus tard dans le podcast, Glester reprend l'histoire avec
Lorraine Whitmarsh, une sociologue du Tyndall Center - un réseau d'universités
cherchant des réponses durables au changement climatique. Whitmarsh s'intéresse
aux raisons pour lesquelles le grand public réagit de manière particulière à la
science du changement climatique. Elle s'intéresse également à des solutions
pratiques pour passer à un mode de vie à faible teneur en carbone et vous
propose ses meilleurs conseils pour réduire votre impact carbone.
Si vous avez aimé ce podcast, vous pouvez vous abonner via
iTunes ou votre fournisseur de podcast. Consultez également Physics World
Weekly - notre podcast axé sur les nouvelles présenté par l'équipe éditoriale
de Physics World.
James Dacey est éditeur de projets multimédia, Physics World
MON COMMENTAIRE / J ai choisi ce bref article pour montrer la différence
qui existe entre un problème mono-industriel ( le cas de la destruction de l ozone
) et un problème pluri industriel, agricole et sociétal ...Il était
facile pour les fabricants de réfrigération
de remplacer les fréons et les chloro-fluorocarbones
par des hydrocarbures bien choisis …..Alors que le problème de production du CO2
CH4 ETC est général et donc ENORME…..
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06 juin 2018 Robert P Crease
Extrait du numéro de juin 2018 de Physics World
Robert P Crease veut connaître votre métaphore la plus
exigeante pour faire de la physique
L'écrivain de science-fiction Stanisław Lem raconte une
histoire merveilleuse à propos d'un tailleur fou. Ce tailleur ne sait rien des
gens, des animaux ou des plantes. Il ne s'intéresse même pas à eux. Tout ce que
fait ce tailleur c’est de faire des
vêtements au hasard, avec des trous et des tubes différents pour les têtes ou
les pieds ou les jambes ou les branches ou d'autres choses qui dépassent. Les
vêtements sont ensuite stockés dans un entrepôt géant et gratuit, et si les
gens viennent avec des pieuvres ou des centaures ou des papillons ou des
arbres, ils sont presque sûrs de trouver quelque chose dans cet entrepôt qui
leur conviendra.
C'est comme ça que les mathématiques fonctionnent, dit Lem.
Les mathématiciens fabriquent des structures sans savoir ou se soucier de
savoir s'ils correspondent à quoi que ce soit. Si ces structures s'avèrent
utiles à quelqu'un, c'est merveilleux. Mais cela n'a rien à voir avec la
création elle-même des structures.
Ce n'est qu'une des nombreuses bonnes métaphores que j'ai
entendues sur ce que c'est que de faire des mathématiques. Une autre est celle
du mathématicien britannique Andrew Wiles, qui est surtout connu pour avoir résolu
le dernier théorème de Fermat. Faire des mathématiques, raconte-t-il à un
interviewer de la série télévisée Nova, c'est comme faire un voyage dans un
manoir sombre et inexploré. «Vous trébuchez dans les meubles», dit-il,
apprenant peu à peu où se trouvait chaque meuble. Finalement, vous déterminez
où est l'interrupteur de l’éclairage, allumez-le, "et tout à coup tout est
allumé." Ensuite, vous passez à la pièce sombre suivante, à apprendre ses meubles, et ainsi de suite.
Les métaphores mathématiques sont liées à ce qu'on pourrait
appeler les maths « loufoques » . Un exemple est la remarque du
mathématicien hongrois Alfréd Rényi: «Un mathématicien est une machine pour
transformer le café en théorèmes.» Un autre exemple est le commentaire du philosophe
Bertrand Russell: «Les mathématiques peuvent être définies comme le sujet dans
lequel nous ne savons jamais de quoi nous parlons. , ni si ce que nous disons
est vrai. "
Les deux métaphores visent à vous amener à voir un sujet - les mathématiques,
dans ce cas - d'une manière nouvelle. Mais si le but d'une métaphore est
principalement éducatif et éclairant, le but d'une telle loufoquerie est
surtout de vous faire rire. La métaphore de Lem, par exemple, est instructive
parce qu'elle met en évidence quelque chose qui n'est souvent pas évident pour
les étrangers: le plaisir et l'imagination de faire des maths. La métaphore de
Wiles, quant à elle, met en évidence le caractère exploratoire des
mathématiques. Les remarques de Rényi et Russell ciblent plus pour le rire que
pour l'illumination.
Mais il y a un coût à la fois pour les métaphores et pour
les paradoxes ironiques car même s'ils mettent en évidence certains aspects du
sujet, ils le font au détriment d'autres aspects. Une partie des dommages
collatéraux de la métaphore de Lem, par exemple, est qu'elle suggère que le
travail de ceux dont le rôle est de déterminer si ces structures imaginées
correspondent aux choses dans le monde réel - les physiciens, disons – sont ,
comparativement parlant, sur un
travaille triste et sans imagination .
Ces métaphores mathématiques de Lem et Wiles me font me
demander s'il existe des métaphores aussi vivantes et éclairantes pour exprimer
ce que c'est que de faire de la physique.
Je connais beaucoup de métaphores terribles qui éclairent
des concepts et des découvertes spécifiques en physique. Prenons, par exemple,
le physicien David Miller de l'University College de Londres au début des
années 1990, en réponse à un défi lancé par le ministre britannique des
sciences, William Waldegrave, de trouver le meilleur moyen d'expliquer le champ
de Higgs au public. La métaphore de Miller, pour laquelle il a remporté une
bouteille de champagne de Waldegrave, a comparé le champ de Higgs aux fêtards
lors d'un cocktail animé. Les gens qui marchent dans la pièce sont comme des
particules, les plus lourdes étant comme des figures plus populaires dont les
progrès sont entravés par les fêtards qui se pressent autour d'eux. D'ailleurs,
c'est la métaphore que Peter Higgs lui-même a dit à Physics World aimer le plus.
Mais y a-t-il une métaphore pour exprimer l'activité de la
physique elle-même - ce qu'elle fait et comment elle se rapporte au monde? Il y
en a quelques-uns que j'ai rencontrés, mais aucun aussi vif et efficace que
ceux que Lem et Wiles avaient pour les maths. Richard Feynman a un jour comparé
la physique au sexe: «Bien sûr, ça peut donner des résultats pratiques, mais ce
n'est pas la raison pour laquelle nous le faisons.» C'est accrocheur, oui, mais
plus dézingué que métaphore. Dramatiser la distinction nette entre l'activité
et les résultats est intéressant, mais assez étrangement reflète plus la perspective
d'un universitaire plutôt que celle d'un
physicien travaillant en dehors du milieu universitaire. La remarque de Feynman
vise le rire.
Existe-t-il une métaphore pour exprimer l'activité de la
physique elle-même - ce qu'elle fait et comment elle se rapporte au mond
Feynman a élaboré une métaphore plus profonde au début de
ses conférences sur la physique. Là, il a comparé le monde à un jeu d'échecs
géant joué par les dieux, avec des scientifiques comme observateurs qui sont seulement autorisés à
regarder et qui collaborent à deviner les règles. Cela est éclairant en ce sens
qu'il capture le caractère fondamental de l'activité, ainsi que le rôle de
l'observation et des devinettes. Son inconvénient est qu'il reflète la
perspective des théoriciens plutôt que des expérimentateurs .
L'expérimentation, comme je l'ai souvent soutenu, implique la conception, la
construction et la mise en scène de performances, que les théoriciens observent
alors pour deviner les «règles». Mais ce côté matériel, performatif de la
physique est entièrement exclu de la remarque autrement habile de Feynman.
Voici donc mon défi
pour les lecteurs de Physics World: vous avez sûrement produit ou imaginé des
métaphores plus pointues - et des propos paradoxaux plus amusants - pour l'activité de la
physique. Envoyez-les moi et je ferai rapport sur eux dans un article futur.
MON COMMENTAIRE / Il n’est pas étonnant qu’ un philosophe universitaire
comme Robert Crease recherche en physique
la finalité paradoxale qu on
trouve dans les mathématiques ….. Ces dernières
visent à fonctionner sur
des zones symboliques de logique à la fois concrètes puis progressivement de
plus en plus abstraites …..Pas étonnant ensuite qu’ on s’aperçoive qu elles sont parties dans l’imaginaire pur et plus du tout dans le réel …… Le physicien théoricien a un tout autre rôle et comme je l’ai
dit dans un article récent il se voit en GULLIVER en recherche de lois de physique à « structures de
DIEUX » et qui cherchent à échapper de manière laïque à la définition discutable SELON MOI du hasard par Albert Einstein ; « Le hasard, c'est Dieu qui se promène incognito. »
A SUIVRE
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