LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/AOUT 2018/1

Cette nouvelle édition du « Monde selon la physique »   , dont je vous ai parlé hier , je vous en présente aujourd’hui le pilote

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TELESCOPES ET MISSIONS SPATIALES

La NASA lance la mission Parker Solar Probe pour «toucher» le soleil

La NASA et l'ULA lancent la sonde solaire Parker sur un voyage historique  vers le  soleil

La fusée Delta IV Heavy lancée par United Launch Alliance lance la sonde Parker Solar Probe (PSP) si  PSP  passe  de la NASA pour « touche » le soleil, le dimanche 12 août 2018,  à partir du Launch Complex 37 de la base aérienne de Cape Canaveral, en Floride. Parker Solar Probe est la toute première mission de l’humanité  lancée dans une partie de l’atmosphère du Soleil appelée la couronne. Il explorera directement les processus solaires essentiels à la compréhension et à la prévision des phénomènes météorologiques spatiaux susceptibles d’avoir un impact sur la vie sur Terre.

Le physicien Eugene Parker regarde le lancement du vaisseau spatial qui porte son nom, le Parker Solar Probe de la NASA, le 12 août 2018.

Quelques heures avant l’essor de l’étoile  qu’elle étudiera, Parker Solar Probe, de la NASA, a lancé son voyage du dimanche au départ de la Floride, où elle entreprendra une mission historique. Le vaisseau spatial transmettra ses premières observations scientifiques en décembre, entamant une révolution dans notre compréhension de l’étoile qui rend la vie possible sur Terre.

De la taille d’une petite voiture, le vaisseau spatial a décollé à 03h31 HAE sur une fusée lourde United Delta Alliance Delta IV du Space-Complex 37 à la base aérienne de Cape Canaveral. A 5h33 du matin, le responsable des opérations de la mission a indiqué que le vaisseau spatial était en bonne santé et fonctionnait normalement.

Les résultats de la mission aideront les chercheurs à améliorer leurs prévisions sur les événements météorologiques spatiaux susceptibles d’endommager les satellites et de blesser les astronautes en orbite, de perturber les communications radio et, au pire, de submerger les réseaux électriques.

« Cette mission marque véritablement la première visite de l’humanité sur une étoile qui aura des implications non seulement sur Terre, mais aussi sur notre meilleure compréhension de notre univers », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA. « Nous avons accompli quelque chose il y a des décennies, nous vivions uniquement dans le domaine de la science-fiction. »

Pendant la première semaine de son voyage, le vaisseau spatial déploiera son antenne à gain élevé et son boom de magnétomètre. Elle effectuera également le premier déploiement en deux parties de ses antennes de champ électrique. Les tests sur les instruments commenceront début septembre et dureront environ quatre semaines, après quoi Parker Solar Probe pourra commencer les opérations scientifiques proprement dites.

«Le lancement d’aujourd’hui était le point culminant de six décennies d’études scientifiques et de millions d’heures d’efforts», a déclaré Andy Driesman, chef de projet du Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins (APL) à Laurel, Maryland. « Maintenant, Parker Solar Probe fonctionne normalement et est en bonne voie pour entreprendre une mission de sept ans de science extrême. »

Au cours des deux prochains mois, Parker Solar Probe s’envolera vers Vénus, effectuant sa première assistance gravitationnelle Venus début octobre – une manœuvre un peu comme un desserrement de  frein à main – qui propulserait  le vaisseau spatial autour de la planète en utilisant la gravité de Venus autour du Soleil. Ce premier survol placera Parker Solar Probe en position au début du mois de novembre pour se rapprocher au plus près de 15 millions de kilomètres du Soleil – dans l’atmosphère solaire flamboyante, connue sous le nom de corona – plus proche que tout ce que l’humanité avait jamais fait auparavant.

Tout au long de sa mission de sept ans, Parker Solar Probe réalisera six autres survols de Vénus et 24 passes totales par le Soleil, se rapprochant progressivement du Soleil jusqu’à ce qu’elle approche à 3,8 millions de kilomètres. À ce stade, la sonde se déplacera à environ 400 000 km / h, établissant le record de l’objet le plus rapide fabriqué par l’humanité.

Parker Solar Probe se concentrera sur la couronne pour résoudre les mystères fondamentaux de notre Soleil. Quel est le secret de la couronne brûlante, qui est plus de 300 fois plus chaude que la surface du soleil, à des milliers de kilomètres en dessous ? Qu’est-ce qui anime le vent solaire supersonique – le flux constant de matière solaire qui souffle sur tout le système solaire ? Et enfin, qu’est-ce qui accélère les particules d’énergie solaire, qui peuvent atteindre plus de la moitié de la vitesse de la lumière lorsqu’elles s’échappent du soleil ?

Les scientifiques recherchent ces réponses depuis plus de 60 ans, mais l’enquête nécessite d’envoyer une sonde à travers la chaleur incessante de la couronne. Aujourd’hui, cela est enfin possible grâce à des progrès techniques de pointe en matière de génie thermique, qui peuvent protéger la mission lors de son parcours audacieux.

« L’exploration de la couronne du Soleil avec un vaisseau spatial a été l’un des défis les plus difficiles pour l’exploration spatiale », a déclaré Nicola Fox, scientifique du projet chez APL. « Nous allons enfin pouvoir répondre aux questions sur la couronne solaire soulevées par Gene Parker en 1958 – en utilisant un vaisseau spatial qui porte son nom – et je suis impatient de découvrir quelles découvertes nous ferons. La science sera remarquable. »Parker Solar Probe propose quatre suites d’instruments conçues pour étudier les champs magnétiques, le plasma et les particules énergétiques, et capturer des images du vent solaire. L’Université de Californie, Berkeley, le Laboratoire de recherche naval américain de Washington, l’Université du Michigan à Ann Arbor et l’Université de Princeton au New Jersey ont mené ces enquêtes. Parker Solar Probe fait partie du programme Living with a Star de la NASA pour explorer les aspects du système Soleil-Terre qui affectent directement la vie et la société. Le programme Living with a Star est géré par le Goddard Space Flight Center de l’agence à Greenbelt, dans le Maryland, pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. APL a conçu et construit le vaisseau spatial. La mission porte le nom d’Eugene Parker, le physicien qui a théorisé l’existence du vent solaire en 1958. C’est la première mission de la NASA à être nommée pour un chercheur vivant.

MON COMMENTAIRE /La NASA a pris de vitesse le projet européen, Solar Orbiter (ESA) prévu pour 2020 . mais ce n’est pas grave , tant il y a des choses importantes à étudier .Et les risques ne sont pas nuls car si PSP  passera  déjà  vers la fin de l'année 2018 à 0,163 Unité Astronomique (36 rayons solaires) de sa surface cela constituera déjà un  premier test pour la vérification de la tenue instrumentale  à la chaleur et aux radiations ….. Le bouclier thermique, maintient les équipements et les instruments à une température d'environ 20 K (-253°C) alors que la face exposée au Soleil est portée à 1 400 K (1126°C). D'une épaisseur de 11,5 cm et d'un diamètre de 2,3 mètres, il est constitué par de la mousse de carbone enveloppée dans du composite carbone-carbone recouvert côté Soleil d'une couche d'alumine.(température de fusion 2072°C et d ébullition 2977 °Ultérieurement  si les coups de fronde gravitationnelle autour de  VENUS  fonctionnent bien  , il est prévu 24 orbites avec périhélie < 0,3 UA  ….  Et ce détail montre déjà   la complexité    et les dangers qui attendent la mission …Au plus prés PSP  approchera le SOLEIL à 5,9 millions de km à une vitesse de200 km/s (120 mi/s),…Il y avait déjà eu un lancement Allemagne / usa  en 1974 dénommé HELIOS A/B

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‘Inside out’ nebula points to ‘born again’ s

 

7 août 20

Les astronomes ont montré qu'une nébuleuse planétaire "inversée »aurait pu être créée par un événement "naissance nouvelle" dans une étoile autrefois semblable au Soleil. L'observation suggère que le Soleil pourrait lui  aussi connaître le même sort dans un avenir lointain.

Les étoiles de masse faible à moyenne peuvent renaître au cours des dernières étapes de leur vie. Cela se produit lorsque le gaz ionisé éjecté d'une étoile est attiré sur sa surface, créant un choc qui rallume brièvement la fusion thermonucléaire. Comme ce processus est si bref, peu d’exemples  en ont été détectés, ce qui le rend mal compr

Lorsque les étoiles ont épuisé leur carburant, plusieurs choses peuvent se produire. Les plus lourdes que 1.4 masses solaires - la limite de Chandrasekhar - vont exploser dans une supernova. Cependant, les étoiles de moindre masse qui ne peuvent plus produire une pression de radiation pour résister à la force de gravité évitent ce drame et s'effondrent simplement pour former des naines blanches. Avant de le faire, cependant, elles ont jeté leurs couches externes sous forme de gaz ionisé et  créant des nébuleuses planétaires.

À ce stade, environ 15 à 20% de ces étoiles peuvent connaître des événements «nés  à nouveau» lorsque le gaz ionisé expulsé par leurs vents stellaires est attiré sur les étoiles par leur gravité. Cela crée un choc qui redémarre momentanément la fusion thermonucléaire et crée un dernier éclair sur la surface de l'étoile, expulsant beaucoup de poussière  et qui fait disparaître l'étoile. Plusieurs événements nés de nouveau ont été documentés auparavant, le plus récemment dans une nébuleuse planétaire connue sous le nom d'objet de Sakurai observée dans les années 19

Les nébuleuses planétaires ont normalement des structures prévisibles, avec des atomes hautement ionisés plus proches des étoiles centrales où le rayonnement est le plus fort. Or, l'astrophysicien Martín Guerrero de l'Institut d'astrophysique d'Andalousie en Espagne et ses collègues ont étudié HuBi 1, une nébuleuse située à environ 19 000 années-lumière de la Terre. Elle entoure un type rare d'étoile appelé un [WC], dont les origines n'étaient pas claires auparavant. Guerrero a constaté que la structure de la nébuleuse semblait être inversée, les atomes les plus fortement ionisés ayant été exposés au rayonnement le plus fort étant les plus éloignés de l'étoile. Les chercheurs ont été mystifiés par cette nébuleuse, qui semble être  structurellement  à l'envers.

Lorsque Guerrero et ses collègues ont examiné des images prises au cours des 46 dernières années, ils ont constaté que la luminosité de la nébuleuse avait diminué d'un facteur de 10 000. Cependant, la température de l'étoile elle-même n'avait apparemment pas diminué. En conséquence, les chercheurs pensent que la lumière des étoiles est progressivement absorbée par un cocon épaississant de grains de poussière.

Lorsque les astronomes ont étudié le spectre de la lumière des étoiles, ils ont remarqué une forte absorption du carbone et de l'oxygène - une caractéristique des étoiles [WC]. L'équipe pense que la poussière résulte d'un événement nouveau qui éjecte des matériaux riches en carbone de la surface stellaire de manière explosive plus rapidement que la vitesse d'expansion générale de la nébuleuse. À mesure que ce matériau s'éloigne de l'étoile, il se refroidit et se fond dans la poussière. Ceci protège donc la nébuleuse des rayonnements ionisants et  l etoile ne se voit que  mal ou plus

Ce modèle pourrait résoudre un mystère entourant l’origine des étoiles [WC], affirment les chercheurs. Auparavant, un certain nombre de nébuleuses riches en carbone ont été détectées avec des étoiles [WC] au centre, et certains modèles théoriques ont proposé qu'ils auraient pu expérimenter auparavant un événement né à nouveau. Il y a cependant eu peu de preuves à ce sujet, et plusieurs différences clés entre l'objet de Sakurai, par exemple, et HuBi 1 signifiaient que le parallèle ne pouvait pas être supposé. L'objet de Sakurai, par exemple, s'est estompé au fil des semaines plutôt que durant des décennies.

Selon une récente étude, notre soleil va subir le même sort à quelques 10 milliards d’années à partir de maintenant, terminant comme une nébuleuse planétaire — une bague en forme de coquille de gaz entourant une  relique de son ancien moi Considérant que l’original de la star a été 1.1 la masse de notre soleil, ces nouveaux résultats pourraient être une fenêtre sur l’avenir et pourrait montrer comment notre système solaire sera à la fin, après la  1 ere mort du soleil.OI: 10.1038 / s41550-018-0551-8

MON COMMENTAIRE .Il semble qu’il y ait encore beaucoup à apprendre sur les détails de l’évolution du diagramme de HERTZSPRUNG  RUSSEL  et je ne m’étonne plus  que certains de mes lecteurs voient  de l’hélium  ressurgir de très vieilles étoiles !

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Q&A: Expecting the Unexpected

July 27, 2018• Physics 11, 77

Particle physicist Matthew McCullough is hopeful about finding physics beyond the standard model in data from the Large Hadron Collider.

Q & A: S'attendre à l'inattendu

27 juillet 2018 • Physique 11, 77

Le physicien des particules Matthew McCullough a bon espoir de trouver de la physique au-delà du modèle standard dans les données du Large Hadron Collider

Matthew McCullough / CERN; adapté par APS / Katherine Wright

Matthew McCullough ne panique pas. La «nouvelle physique» que beaucoup de physiciens supposaient  visible au Grand collisionneur de hadrons (LHC), sous la forme de nouvelles particules, i n’y est t pas apparue. Mais McCullough, un physicien théoricien travaillant au CERN, voit l’opportunité de se laisser influencer par la nature. Il pense que cet échec ainsi  perçu pourrait déclencher une révolution, les physiciens grattant certaines de leurs suppositions les plus chères à propos de l'Univers et recommençant. En fin de compte, ils peuvent trouver une nouvelle théorie fondamentale qui fonctionne comme un "mécanisme d'horlogerie". PHYSICS  s’est entretenue avec McCullough pour savoir s'il pensait que de ces  nouvelles physiques qui  pourraient encore être découvertes au LHC et .

-Michael Schirber

Qu'est-ce qui vous a attiré dans la physique des particules?

La physique des particules me plaît, car elle apporte des réponses aux questions fondamentales sur la nature et la raison pour laquelle elle fonctionne. Mais ce qui est également important pour moi, c'est que ces réponses peuvent toujours changer. Les physiciens n'ont jamais "la" théorie absolue de tout. Nous avons la meilleure théorie possible. Et puis, un résultat expérimental inattendu apparaît, et nous réalisons qu'il y a une autre couche de réalité que nous n'avions pas conçue auparavant.

Votre travail semble chercher à trouver ce nouveau calque. Est-il temps de proposer une nouvelle "meilleure théorie"?

Au LHC, la seule nouvelle particule fondamentale observée est le boson de Higgs. Trouver le Higgs était un résultat incroyable. Mais d'autres particules attendues, comme celles prédites par la supersymétrie, ne sont pas encore apparues. Cela a conduit de nombreux physiciens des particules, y compris moi, à revoir les hypothèses théoriques.

Je m'intéresse à savoir si nous manquons quelque chose à cause de la façon dont nous examinons les données. Normalement, lors de la recherche de nouvelles particules, nous recherchons une seule bosse semblable à celle observée pour les Higgs. Mais que se passe-t-il si le LHC produit beaucoup et beaucoup de particules qui, individuellement, ne font que de petites bosses? La seule façon de voir ce scénario serait de chercher les bosses collectivement, en tant que modèle d'oscillation ou de "changement de forme" dans les données.

Y a-t-il des théories qui prédisent un tel schéma de manœuvre?

Oui. Il existe actuellement deux possibilités générales. Le premier est le "modèle de dilaton linéaire", qui implique des dimensions supplémentaires dans l'espace-temps. La seconde option concerne une classe de modèles connus sous le nom de modèles d'horlogerie proposés en 2015. Mon collègue Gian Giudice et moi-même avons travaillé sur l'extension des modèles d'horlogerie à un cadre plus général.

Qu'est-ce qu'un modèle d'horlogerie?

Le modèle d'horlogerie original lie ensemble un ensemble de symétries, appelées symétries U (1). Ces symétries décrivent des champs invariants à une rotation de phase. Un tel champ pourrait être associé à une force, comme ceux de l'électromagnétisme. Imaginez que vous ayez plusieurs de ces champs et que vous les liez ensemble de sorte qu'une rotation de phase de 2π pour un champ provoque une rotation de phase de 6π pour le champ suivant, de 18π pour celui suivant, et ainsi de suite. En conséquence, une petite rotation de phase à une extrémité de cette chaîne dite d'horlogerie devient une énorme rotation de phase à l'autre extrémité. C'est comme un vélo avec deux vitesses, une grande et une petite: faites tourner le gros équipement une fois, et la petite roue tourne plusieurs fois.

A quoi servent ces modèles?

Ces modèles pourraient expliquer l'existence de forces exponentiellement faibles dans divers contextes. Par exemple, ils pourraient nous aider à comprendre pourquoi la gravité est beaucoup plus faible que toutes les autres forces. Il y a plusieurs façons de fonctionner, mais l'une des manières est de supposer qu'il y a N phases et d'associer chaque phase à une force. Si chaque étape de la chaîne augmente la rotation de phase d'un facteur de 3, comme dans l'exemple précédent que j'ai donné, la force à une extrémité sera un facteur 3 fois plus faible que la force à l'autre extrémité.

Et où vont les schémas de manœuvre?

Supposons que chaque champ de l'horloge est associé à une particule. S'il y a dix champs, cela implique qu'il y a dix particules. Le modèle d'horlogerie prédit que ces dix particules peuvent apparaître dans les données du collisionneur sous la forme d'un ensemble de bosses rapprochées.

Vous semblez aimer envisager des modèles alternatifs. Est-il bon que le LHC n'ait pas trouvé de preuves de supersymétrie?

Je n'irais pas aussi loin. Il y avait des raisons impérieuses de postuler la supersymétrie, et ne pas voir ses particules remet en cause ces raisons. Ce n'est ni bon ni mauvais; nous devons juste prendre ce que la nature nous donne.

Des moments comme celui-ci peuvent être révolutionnaires. Un exemple précédent serait la recherche de l'éther. En dépit des perceptions, ne pas trouver l'éther était un énorme succès parce que l'effort d'expliquer cette non-détection a finalement conduit au développement de la relativité. J'ai l'impression d'être dans un "n moment "maintenant, où les scientifiques s'attendent à ce que quelque chose se manifeste et ce n’est pas le cas. L'absence de supersymétrie nous dit probablement quelque chose d'assez profond; il suffit de savoir quoi. Si vous êtes allé travailler demain et que quelqu'un vous a dit que le LHC avait trouvé quelque chose de grand, que souhaiteriez-vous que cette découverte soit? Je voudrais quelque chose qui renverse complètement notre image du monde, quelque chose qui dépasse de loin les idées actuelles que nous devions repartir de zéro. Michael Schirber est rédacteur en chef adjoint pour la physique à Lyon, en France.

MON COMMENTAIRE  / J’ai présenté ce dialogue publié dans APS  pour l intérêt qu il montre  à expliquer les  réactions  des physiciens  du  LHC... Actuellement , au-delà des signaux  de supersymetriques  ou de matières noires qu' ils ne voient hélas pas  , ils balayent   désespérément leurs spectres pour y trouver quelques micro  bosses à y trouver ….Et si comme le suggère  MICHAEL    ce qu’ on cherche  constituait une sorte de continuum , un spectre de  poussières de bruits  indiscernables …. ?  Je pense à   ce phénomène   de non localité   que mon correspondant DOMINIQUE  MAREAU  à exploité pour expliquer   des notions de " briques"  ou de  tessons de particules « ……..