LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD /2019/JANUARY 6

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Single-photon exchange confirmed over record-breaking distance of 20,000 km

Un échange de photons unique confirmé sur une distance record de 20 000 km

07 janvier 2019

 Satellite quantique

Réseau mondial: les systèmes de navigation par satellite pourraient bientôt bénéficier d'une sécurité quantique. (Gracieuseté: iStock / Bellenixe)

La transmission pratique de photons uniques sur une distance record de 20 000 km a été démontrée entre des satellites en orbite terrestre et une station terrestre en Italie. Cela a été réalisé par des chercheurs dirigés par Paolo Villoresi de l'Université de Padoue, qui affirment que cet échange confirme que les communications  de type quantique par satellite sont réalisables à l'échelle mondiale.

Les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) sont constitués de constellations de satellites qui émettent des signaux de synchronisation vers un récepteur au sol, tel qu'un téléphone portable ou un système de navigation embarqué. Plusieurs pays ont construit leurs propres GNSS, chacun possédant sa propre constellation de satellites en orbite autour de la Terre à une distance de 19 000 à 36 000 km.

Ces systèmes utilisent des micro-ondes à environ 1 GHz, ce qui signifie qu'un signal GNSS peut facilement être interrompu ou intercepté par des tiers malveillants. C’est un problème, car les GNSS revêtent une importance cruciale pour la sécurité économique et militaire des pays qui les déploient.

Les communications quantiques utilisent des photons uniques et offrent un moyen de réaliser des communications sécurisées et robustes, à la fois entre satellites et entre récepteurs et récepteurs au sol. Une technique bien établie appelée distribution de clé quantique (QKD), par exemple, pourrait être utilisée pour chiffrer le GNSS et d'autres signaux complémentaires

Les techniques quantiques impliquent l'échange de photons uniques, ce qui a déjà été démontré pour des satellites relativement proches de la Terre. En 2016, Villoresi et ses collègues ont atteint une distance de transmission de 7 000 km. L'année suivante, des physiciens en Chine et en Autriche ont utilisé un satellite pour atteindre le QKD sur une distance de 7400 km entre Beijing et

Les satellites GNSS et autres satellites situés entre 19 000 et 36 000 km se déplacent plus lentement par rapport à la surface de la Terre que les satellites placés sur des orbites inférieures qui avaient déjà été utilisés lors de précédentes démonstrations quantiques. De ce fait, ces satellites peuvent communiquer plus longtemps avec des stations de base individuelles et conviennent donc mieux à la création de réseaux de communication quantiques. Cependant, échanger des photons uniques sur ces distances reste un dé

L’équipe de Villoresi a fait sa démonstration en utilisant les réseaux de rétro réflecteurs montés sur les satellites russes GLONASS GNSS. Travaillant à l’Observatoire de télémétrie laser Matera (MLRO) de l’Agence spatiale italienne, les chercheurs ont lancé un train d’impulsions laser vers deux satellites GLONASS. La lumière a ensuite été renvoyée vers le MLRO et collectée par un détecteur à photon unique.

En estimant les pertes dans le canal de communication, les chercheurs ont pu confirmer que la technologie existante pouvait être déployée sur des satellites pour générer des photons uniques porteurs de clés. Lors de futures études, ils développeront des sources actives de photons QKD qui seront placés à bord de satellites GNSS.

La recherche est décrite dans Quantum Science and technlogy

MES COMMMENTAIRES

Mes lecteurs  se rappellent de ce film de JAMES BBOND 007  ( Demain ne meurt jamais ) où un brouilleur satellitaire  joue un tour de cochon   à la Royal NAVY   et le travail de l’équipe italienne ci-dessus  mené   avec les RUSSES permettra   grâce à la cryptologie  d’éviter ce genre de terrorisme

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Call made for US to develop its own compact fusion plant

08 Jan 2019

Appel lancé pour que les États-Unis développent leur propre usine de fusion compacte

08 janvier 2019

 Un panel américain a recommandé que les Etats-Unis restent dans le projet international de fusion ITER

Rester sur place: un groupe américain a recommandé que les États-Unis restent dans le projet international de fusion ITER, actuellement en construction à Cadarache, en France. (Gracieuseté: ITER Organization)

Les États-Unis devraient lancer leur propre programme de R & D dans une centrale de fusion pilote capable de produire de l’électricité au coût d’investissement le plus bas possible. Selon un rapport des académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine (NASEM), il a également été recommandé que le pays reste dans le projet international de fusion ITER actuellement en construction à Cadarache, en France.

Prévu pour coûter des dizaines de milliards d'euros, le réacteur à fusion ITER vise à montrer qu'il est techniquement possible d'obtenir des quantités d'énergie utilisables lors  d'une réaction de fusion contrôlée. Le projet a toutefois subi de nombreux retards et le premier plasma ne devrait pas être opérationnel avant au moins 20 25 au plus tôt. Les premières expériences utilisant un combustible de fusion «en combustion» - un mélange de deutérium et de tritium - ne débuteront pas avant le milieu des années 2030 avec l'installation visant à générer 500 MW de puissance. L’augmentation rapide du budget d’ITER a également donné lieu à des appels d’efforts fréquents - bien que  restés jusqu’à présent infructueux - du Sénat américain pour s’en  retirer.

Le rapport NASEM, publié à la fin du mois de décembre, s’appuie sur une version provisoire publiée au début de 2018 qui mettait en garde contre les conséquences du départ  du projet d’ITER. La dernière version indique qu'ITER est le "seul projet existant devant créer et étudier un plasma en combustion [constituant] la prochaine étape cruciale du développement de l'énergie de fusion". Cependant, le rapport indique également que les États-Unis ont besoin de leur propre programme de fusion complémentaire. Selon Melvyn Shochet, co-président du comité, physicien à l’Université de Chicago,  avertit  que sans cela, «les États-Unis risquent d’être dépassés par d’autres pays qui développent leur science et leur technologie».

Le rapport envisage une installation pilote compacte capable de produire une puissance similaire à ITER dans un appareil beaucoup plus petit en taille et en coût. Les connaissances obtenues à partir d'un tel dispositif, affirme-t-il, seraient suffisantes pour concevoir les premiers systèmes d'alimentation à fusion commerciaux. «La stratégie de gestion de programme pour les décennies à venir tirerait parti de l’exploitation des avantages de la participation américaine d’ITER en tant que partenaire à part entière, tout en faisant progresser un programme de recherche national coordonné visant des éléments d’un système d’énergie de fusion non pris en charge par ITER», indiquent les auteurs.

Cependant, le projet nécessitera 200 millions de dollars supplémentaires chaque année en financement gouvernemental pour la fusion sur plusieurs décennies, ce qui, compte tenu des budgets serrés du gouvernement, pourrait poser problème. «Une épée de Damoclès plane sur toutes les dépenses discrétionnaires, y compris la recherche scientifique», explique l’ancien physicien spécialiste des plasmas, Rush Holt, qui est maintenant directeur général de l’Association américaine pour le progrès de la science. Holt ajoute que «certaines des nouvelles approches de fusion susceptibles de porter leurs fruits sont menées sans ou avec très peu de financement fédéral, comme chez General Atomics, Tri Alpha Energy et l’approche à champ élevé avec du ruban supraconducteur [développée à le Massachusetts Institute of Technology]. "

James Van Dam, directeur adjoint par intérim des sciences de l'énergie de fusion au ministère de l'Énergie (DOE), a déclaré à Physics World qu'il se félicitait des «recommandations réfléchies» du rapport, ajoutant qu'elles seraient utiles au DOE, qui a récemment lancé un terme «effort de planification stratégique» en fusion. "[Le rapport] indique qu'il est temps de reprendre le contrôle d’une énergie de fusion plus  pratique", ajoute-t-il.

Le rapport a également reçu des critiques positives de la part de membres de la communauté de la fusion privée, dont Jeff Quintenz, vice-président du groupe énergie de General Atomics. «Nous sommes particulièrement heureux de l’approbation par le comité de la participation des États-Unis au projet ITER et de la stratégie recommandée pour faire pivoter le programme américain vers un objectif d’énergie de fusion à moyen terme», a-t-il déclaré.

MES COMMENTAIRESb : 

Je vous ai parlé dernièrement des performances atteintes par les chinois sur un appareil de type  tokamak et   DOMINIQUE MAREAU    nous a signalé en commentaires les espoirs des américains sur un autre système de fusion  ……Ceci est le signe que chacun des leaders de la planète veut soutirer tous les avantages possibles de ITER pour développer leur propre système de fusion nucléaire

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3Our universe has antimatter partner on the other side of the Big Bang, say physicists

Notre univers a l'antimatière partenaire de l'autre côté du Big Bang, disent les physiciens

03 janvier 2019

 Image abstraite du Big Bang

(Gracieuseté: shutterstock / tomertu)

Notre univers pourrait être le reflet d'un univers d'antimatière qui remonterait dans le temps avant le Big Bang. Ainsi, prétendent les physiciens canadiens, qui ont mis au point un nouveau modèle cosmologique pro posant l’existence d’un «anti-univers» qui, couplé au nôtre, préserve une règle fondamentale de la physique appelée symétrie CPT. Les chercheurs doivent encore élaborer de nombreux détails de leur théorie, mais ils affirment que cela explique naturellement l’existence de la matière noire.

Les modèles cosmologiques classiques nous disent que l'univers - l'espace, le temps et la masse / énergie - a explosé il y a environ 14 milliards d'années et s'est depuis étendu et refroidi, entraînant la formation progressive de particules, d'atomes, d'étoiles et de planètes subatomiques.

Cependant, Neil Turok de l’Institut Perimeter de physique théorique de l’Ontario estime que la dépendance de ces modèles à des paramètres ad-hoc signifie qu’ils ressemblent de plus en plus à la description du système solaire donnée par Ptolémée. Un de ces paramètres, dit-il, est la brève période d’expansion rapide connue sous le nom d’inflation qui peut expliquer l’uniformité à grande échelle de l’univers. «Il y a cet état d'esprit dans lequel vous expliquez un nouveau phénomène en inventant une nouvelle particule ou un nouveau champ», dit-il. "Je pense que cela peut se révéler erroné."

Au lieu de cela, Turok et son collègue Latham Boyle, de l'Institut Périmètre, ont entrepris de développer un modèle de l'univers capable d'expliquer tous les phénomènes observables basés uniquement sur les particules et les champs connus. Ils se sont demandé s'il existait un moyen naturel d'étendre l'univers au-delà du Big Bang –cette  singularité dans laquelle la relativité générale s'effondrerait - puis aller de l'autre côté. «Nous avons constaté qu'il y en avait», dit-il.

La réponse était de supposer que l'univers dans son ensemble obéit à la symétrie CPT. Ce principe fondamental exige que tout processus physique reste identique si le temps est inversé, l’espace inversé et les particules remplacées par des antiparticules. Turok dit que ce n’est pas le cas pour l’univers que nous voyons autour de nous, où le temps s’écoule à mesure que l’espace se développe, et où il y a plus de matière que d’antimatiè

Dans un univers à symétrie CPT, le temps s'écoulerait à partir du Big Bang et l'antimatière dominerait (Courtoisie: L Boyle / Institut Perimeter de physique théorique)

Au lieu de cela, dit Turok, l'entité qui respecte la symétrie est une paire univers-anti-univers. L'anti-univers remonterait du Big Bang dans le temps, il serait dominé par l'antimatière et ses propriétés spatiales seraient inversées par rapport à celles de notre univers - une situation analogue à la création de paires d'électron-positron. dans le vide, dit Turok.

Turok, qui a également collaboré avec Kieran Finn de l'Université de Manchester au Royaume-Uni, reconnaît que le modèle nécessite encore beaucoup de travail et qu'il risque d'avoir de nombreux détracteurs. En effet, il a déclaré que ses collègues et lui-même avaient «eu une longue discussion» avec les examinateurs  qui  publient le document  sur Physical Review Letters - où il avait finalement été publié - sur les fluctuations de température dans le fond diffus cosmologique. «Ils ont dit que vous deviez expliquer les fluctuations et nous avons dit que c'était un travail en cours. Finalement, ils ont cédé », dit-il.

De manière très générale, explique Turok, les fluctuations sont dues à la nature mécanique quantique de l'espace-temps près de la singularité du Big Bang. Alors que l'avenir lointain de notre univers et le passé lointain de l'anti-univers fourniraient des points fixes (classiques), toutes les permutations quantiques possibles existeraient au centre. Lui et ses collègues ont compté les instances de chaque configuration possible de la paire CPT et, parmi celles-ci, celle qui est la plus susceptible d'exister. "Il s'avère que l'univers le plus probable est celui qui ressemble au nôtre", d

 Turok ajoute que l’incertitude quantique signifie que l’univers et l’anti-univers ne sont pas des images identiques de l’autre, ce qui évite des problèmes épineux tels que le libre arbitre

L'univers cyclique pourrait expliquer la constante cosmologique

Mais, mis à part les problèmes, Turok affirme que le nouveau modèle constitue un candidat naturel à la matière noire. Cette dernière t serait  une particule très massive et ultra-insaisissable appelée neutrino «stérile» censée rendre compte de la masse finie (très petite) de neutrinos gauchers plus courants. Selon Turok, la symétrie CPT peut être utilisée pour déterminer l'abondance des neutrinos droits dans notre univers à partir des principes premiers. En prenant en compte la densité de matière noire observée, il indique que la quantité produit une masse pour le neutrino droitier d'environ 5 × 10^8 GeV - environ 500 millions de fois la masse du proton.

Turok décrit cette masse comme «tentante», semblable à celle dérivée d'un couple de signaux radio anormaux détectés par l’antenne ANITA (Antianctic Impulsive Transient Antenna). L’expérience en montgolfière, qui survole l’Antarctique, observe généralement les rayons cosmiques qui traversent l’atmosphère. Cependant, à deux reprises, ANITA semble avoir détecté des particules voyageant dans la Terre avec des masses comprises entre 2 et 10 × 10^8 GeV. Étant donné que les neutrinos ordinaires interagiraient presque certainement avant d'aller aussi loin, Thomas Weiler de l'Université Vanderbilt et ses collègues ont récemment suggéré que les coupables étaient en train de décomposer les neutrinos droits.

Turok, cependant, signale une mouche dans la confiture  - c'est que le modèle symétrique du CPT exige que ces neutrinos soient complètement stables. Mais il reste prudemment optimiste. «Il est possible de faire en sorte que ces particules se désintègrent avec l’âge de l’univers, mais cela nécessite un petit ajustement de notre modèle», dit-il. "Nous sommes donc toujours intrigués, mais je ne dirais certainement pas que nous sommes convaincus à ce stade

MES COMMENTAIRES Depuis qu’ il a pris la direction du  PERIMETER  NEIL TUROK    fait beaucoup parler de lui  et je vous ai présenté ses arguments pour la suppression du big bang et son remplacement par le big bounce ; 

QUE L ENSEMBLE CPT CHANGE DE SIGNE ACETTE OCCASION  INVITE A REFLECHIR!!!!!!