LE MONDE SELON LA PHYSIQUE / PHYSICS WORLD/ DEC 2018 .2/ ENCORE DE LA MECANIQUE QUANTIQUE!

 Je remercie tout particulièrement  SCIENCE X  NEWSLETTER      MAIS LES TRADUCTIONS SONT DE MOI AINSI QUE LES COMMENTAIRES

1Probing quantum physics on a macroscopic scale : tester la physique quantique à une échelle  macroscopique

Credit: TU Delft

Pourquoi la mécanique quantique fonctionne-t-elle si bien avec les objets microscopiques alors que les objets macroscopiques sont décrits par la physique classique? Cette question préoccupe les physiciens depuis le développement de la théorie quantique il y a plus de 100 ans. Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft et de l'Université de Vienne ont mis au point un système macroscopique présentant une intrication  entre les phonons mécaniques et les photons optiques. Ils ont testé l'enchevêtrement à l'aide d'un test de Bell, l'un des tests les plus convaincants et les plus importants pour montrer qu'un système se comporte de manière non classique.

Depuis leur création il y a plus de 100 ans, les physiciens ont compris que la théorie quantique pouvait être en conflit avec certains des axiomes de base de la physique classique. En particulier, les principes en question sont de savoir si les informations peuvent être échangées plus rapidement que la vitesse de la lumière (  procédure  appelée " non localité"), ou  si des quantités physiques existent indépendamment du fait qu'elles soient observées ou non ( procédure appelée "réalisme"). Albert Einstein était célèbre à une époque demanda Abraham Biais, son biographe, s'il pensait réellement que la lune n'existait que lorsqu'il l'observait.

Un débat houleux entre Einstein et Niels Bohr sur ce conflit d'axiomes dans les années 1930 a lancé des décennies de recherche sur les corrélations entre systèmes quantiques. Ce phénomène, appellé intrication  quantique, s'est rapidement cristallisé comme l'une des prédictions clés de la mécanique quantique. Les travaux de John Bell dans les années 1960 ont ouvert la voie à une mise à l’épreuve expérimentale de ces principes, qui ont ajouté de nouveaux résultats intéressants au débat. Cependant, la plupart des expériences quantiques réalisées à ce jour concernent un seul ou un nombre relativement petit de particules.

Corrélations quantiques

Une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Simon Gröblacher de l'Université de technologie de Delft est entrée récemment  dans une toute nouvelle échelle de mesures quantiques. Ils ont créé un dispositif qui a permis d’établir des corrélations entre le mouvement vibratoire d’oscillateurs optomécaniques au silicium, comprenant environ 10 milliards d’atomes, et les modes optiques. Les dispositifs ont été refroidis à leurs états fondamentaux de mouvement dans un réfrigérateur à dilution, puis ont été sondés avec des impulsions laser. Des fréquences laser spécifiques peuvent interagir avec les dispositifs, soit en excitant le mouvement de manière contrôlée, soit en lisant son état. Chaque fois que cela se produit, des corrélations apparaissent entre la lumière diffusée et les dispositifs permettant de prédire parfaitement le comportement de l'un par l'autre.

Afin de vérifier si les corrélations de leur système étaient en fait de la mécanique quantique «  en action »et non de la physique classique, ils ont effectué un test de Bell. Les deux particules étaient essentiellement assorties d'un choix: l'expérience avait été conçue de manière à pouvoir chacune être enregistrée dans l'un des deux détecteurs. Les deux résultats étaient également probables de par leur conception, ce qui a rendu impossible la prévision du résultat pour les photons ou les phonons individuellement. Cependant, en raison des corrélations entre les deux, les phonons pourraient être fabriqués de telle sorte qu'ils donnent toujours un résultat de mesure correspondant aux photons. Dans environ 80% des cas, ils se sont comportés de cette manière, ce qui est bien au-dessus du seuil classique de Bell, qui est d’environ 70%.

Test approfondi

Le véritable test de Bell consistait à peaufiner certains paramètres expérimentaux qui affectent les deux particules de manière différente et à voir quand cette dépendance s'estompait. Quantique-mécaniquement, les deux peuvent maintenir des résultats de mesure corrélés beaucoup plus longtemps que ce qui est normalement permis. "Il s'agit du test le plus approfondi d'un dispositif massif doté d'un comportement quantique  mais encore mécanique", a déclaré le professeur Gröblacher.

Ces résultats impliquent que la mécanique quantique s'étend jusqu'au domaine macroscopique. De plus, le dispositif fabriqué par les chercheurs peut être agrandi et amélioré. Gröblacherajoute : "Notre protocole expérimental étant indépendant de la taille de l'oscillateur, ces résultats jettent les bases de la possibilité de sonder la frontière entre la physique classique et la physique quantique avec des objets arbitrairement grands,  et même visibles à l'œil nu."

Pour plus d'informations: Igor Marinković *, Andreas Wallucks *, Ralf Riedinger, Sungkun Hong, Markus Aspelmeyer et Simon Gröblacher, Un test de cloche optomécanique, Phys. Rev. Lett. 121, 220404 (2018). doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.220404

Synopsis en physique: physics.aps.org/synopsis-for/1… ysRevLett.121.220404

Référence du journal: Physical Review Letters

Source: Université de technologie de Delft

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MON COMMENTAIRE   Je suis content que  Groblacher ait pu réussir  à  intriquer  phonons et photon    car  c’est la question a laquelle je n ai pas pu répondre  a mon expérience de pensée ….. imaginer que vous disposez  d’une source variable de production de photons hertziens  tres basse fréquence……. E En tant que tels  vous serez d’accord q u4ils relèvent de la mécanique quantique  par la relation bien connue Delta E = h µ ….

 Supposez alors que  la fréquence µ soit exactement égale à 1   ; cela implique  que l’onde hertzienne     corresponde  précisément à  l énergie correspondante à la constante de PLANCK  h   …..Et cette énergie est répartie quantiquement sur  une seule longueur d’onde   de  300000 km  , manifestement  elle de caractère macroscopique …… J’avais donc déjà répondu à ma manière à la question de  Groblacher    ! mais le problème se complique si  je fais descendre la valeur de  la fréquence   de    ma source  hertzienne  en dessous de 1 …. , par exemple àn 0,95 . Et j’invite mes lecteurs à y réfléchir : vais-je diffuser alors  des phonons ( dans le vide ca me parait impossible !)  ou encore des photons de vitesse supraluminique   car   leur vitesse     sera  de 3000000/   0 ?95   donc supraluminique     …Donc ce seront des axions !  

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2 Eating out, breathing in

November 30, 2018, Carnegie Mellon University Mechanical Engineering

À l'heure actuelle, la plupart des Américains sont bien conscients de la pollution de l'air causée par les centrales électriques ou le trafic de véhicules lourds. Ces sources rejettent des particules nocives en suspension dans l'air, créant ce que l'on appelle un aérosol.

Cependant, une autre source de pollution atmosphérique peut se cacher sous notre nez: les restaurants.

"Les émissions résultant de la cuisson des aliments dans les restaurants sont l'un des principaux facteurs, sinon le principal, de la variabilité spatiale des aérosols organiques", déclare Ellis Robinson de l'Université Carnegie Mellon.

Robinson, chercheur postdoctoral au Centre d'études sur les particules atmosphériques (CAPS) de Carnegie Mellon, dirigeait la récente étude ayant abouti à cette découverte.

Les restaurants cuisinent avec de grandes quantités d’huiles et d’autres matières organiques, qui sont aérosolisées en AO et ventilées directement de la cuisine sous forme de gaz d’échappement. Cet échappement transporte l'OA produite pendant le processus de cuisson dans l'environnement urbain.

Bien que la cuisine ait déjà été documentée en tant que source majeure d e O.A , Robinson et l’équipe de CAPS ont décidé de franchir une étape novatrice en lançant leur étude dans les rues en effectuant leurs mesures dans des quartiers contenant de nombreux restaurants et des voies de communication très fréquentées.

En utilisant un instrument appelé spectromètre de masse en aérosol pour mesurer la qualité de l'air dans la ville de Pittsburgh, en Pennsylvanie, l'équipe a pu retracer les concentrations de l'O.A jusqu'à leur origine. Le dispositif leur a permis de déterminer avec précision si l'OA provenait de restaurants ou de sources de trafic, l'autre contributeur majeur à l'OA dans les zones urbaines. Ils ont effectué la plupart de leurs mesures en début de soirée, lorsque le chevauchement de la circulation aux heures de pointe et l'heure du dîner ont permis de s'assurer que les deux sources atteignaient leur maximum de sortie de l'O.A .

Les résultats étaient profonds. L’équipe a mesuré sept des dix «panaches» à haute concentration d’O.A provenant de restaurants ou d’autres sources culinaires.

Bien que ces résultats puissent soulever quelques sourcils, ils sont plus faciles à croire s’ils sont envisagés dans un contexte plus large. Contrairement aux émissions des véhicules à moteur, qui sont de plus en plus considérées comme une source de pollution atmosphérique, les restaurants et les cuisines commerciales ont été largement ignorés. Hormis la ville de New York et quelques villes de Californie, peu de gouvernements locaux ont imposé des restrictions à la ventilation de ces établissements.

Néanmoins, avec l’ajout de publications comme celle de Robinson, la prise de conscience de l’effet des restaurants sur la qualité de l’air se développe. Comme il le fait remarquer, les restaurants sont souvent répartis de manière très différente des autres sources de polluants.

Bien que M. Robinson pense que l'étude a mis en lumière une source de pollution sous-estimée, il tient également à préciser que cette question est gérable - certaines grandes villes s'attaquant déjà au problème de la filtration obligatoire des gaz d'échappement. .

"Je ne veux pas que quelqu'un voie cela et pense qu'il faut fermer tous les restaurants", dit-il, "mais je pense que c'est bien si nous obligions les gens à penser un peu plus à la cuisson des aliments dans le cadre plus large image de qualité. "

Ce travail a été effectué par des membres du Centre d'études sur les particules atmosphériques (CAPS) et du Centre pour les solutions air, climat et énergie (CACES). Les résultats ont été publiés dans Environmental Science & Technology.

 Explorer plus loin: les chercheurs trouvent que les nouvelles émissions des véhicules sont d'une propreté trompeuse

Informations complémentaires: Impacts des restaurants sur la qualité de l'air extérieur: Masse d'aérosols organiques élevés provenant de la cuisson dans un restaurant avec des étendues de panache à l'échelle du quartier, des sciences et technologies de l'environnement. DOI: 10.1021 / acs.est.8b02654

Référence du journal: Environmental Science & Technology

Source: Carnegie Mellon University Génie mécanique

MON COMMENTAIRE /J  avoue que si une telle recherche était menée à Paris ou les  gratte ciels sont quasi absents    , lareputation de la cuisine française n en sortirait guère entachée !Je soupçonne  d ailleurs notre pays de préférer le beurre à l’huile de palme américaine !!! Je ne me vois pas trimballer un spectro de masse dans l arrière cour d’un restaurant français !!!
Imginez tous les cuisiniers de paris se joindre aux gilts jaunes !

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