lundi 25 février 2019

Le Monde selon, la PHYSIQUE/PHYSICS WORLD / 2019 Feb issue4+ 5


Les nouvelles de ce matin sont nombreuses et je commence par vous en présenter  trois  traductions …Merci a Newsletters SIENCES X  AND PHYS.ORG
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Physicists calculate proton's pressure distribution for first time
Les physiciens calculent la distribution  interne de pression du proton pour la première fois
22 février 2019 par Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology
Physicists calculate proton’s pressure distribution for first time
 MIT physicists have calculated the pressure distribution inside a proton for the first time. They found the proton’s high-pressure core pushes out, while the surrounding region pushes inward. Credit: Massachusetts Institute of Technology

Read more at: https://phys.org/news/2019-02-physicists-proton-pressure.html#jCp
Les physiciens du MIT ont calculé pour la première fois la distribution de pression à l'intérieur d'un proton. Ils ont découvert que le noyau haute pression du proton sortait, tandis que la région environnante poussait vers l’intérieur. Crédit: Massachusetts Institute of Technology
Les étoiles à neutrons font parties des objets les plus denses et connus de l’univers, et  ils supportent des pressions si fortes qu’une cuillerée à thé de leur matériau équivaut à environ 15 fois le poids de la lune. Pourtant, il s'avère que les protons - les particules fondamentales qui composent la majeure partie de la matière visible de l'univers - sont soumis à des pressions encore plus élevées.


Pour la première fois, des physiciens du MIT ont calculé la distribution de pression d'un proton et ont découvert que la particule contenait un noyau hautement pressurisé qui, à son point le plus intense, génère des pressions  encore plus élevées que celles trouvées à l'intérieur d'une étoile à neutrons.

Ce noyau sort du centre du proton, tandis que la région environnante pousse vers l'intérieur. (Imaginez un ballon de baseball qui tente de se dilater à l'intérieur d'un ballon de football en train de s'effondrer.) Les pressions opposées agissent  alors pour  re -stabiliser la structure générale du proton.

Les résultats des physiciens, publiés aujourd'hui dans Physical Review Letters, représentent  pour la première fois  ce que  les scientifiques calculent pour  la distribution de pression d'un proton en tenant compte des contributions des quarks et des gluons, constituants sous-nucléaires fondamentaux du proton.

"La pression est un aspect fondamental du proton sur lequel nous savons très peu de choses pour le moment", a déclaré l'auteur principal Phiala Shanahan, professeur adjoint de physique au MIT. "Nous avons maintenant constaté que les quarks et les gluons situés au centre du proton généraient une pression extérieure importante et que, sur les bords, il existait une pression de confinement. Ce résultat nous permet de brosser un tableau complet de la structure du proton. "

Shanahan a mené l'étude avec le co-auteur William Detmold, professeur agrégé de physique au M

En mai 2018, les physiciens du centre d'accélération national Thomas Jefferson du ministère de l'Énergie des États-Unis ont annoncé qu'ils avaient mesuré pour la première fois la distribution de pression du proton, à l'aide d'un faisceau d'électrons qu'ils ont tiré sur une cible en hydrogène. Les électrons interagissaient avec les quarks à l'intérieur des protons de la cible. Les physiciens ont ensuite déterminé la distribution de la pression dans tout le proton, en fonction de la manière dont les électrons se sont dispersés à partir de la cible. Leurs résultats ont montré un centre de haute pression dans le proton qui, à son point de pression le plus élevé, mesurait environ 10^35 pascals, soit 10 fois la pression à l'intérieur d'une étoile à neutrons.

Cependant, Shanahan dit que leur image de la pression du proton était incomplète.
"Ils ont trouvé un résultat assez remarquable", dit Shanahan. "Mais ce résultat était sujet à un certain nombre d'hypothèses importantes qui étaient nécessaires en raison de notre compréhension incomplète."

Plus précisément, les chercheurs ont fondé leurs estimations de pression sur les interactions des quarks d'un proton, mais pas de ses gluons. Les protons sont constitués de quarks et de gluons, qui interagissent en permanence de manière dynamique et fluctuante à l'intérieur du proton. L’équipe du Jefferson Lab n’a pu déterminer les contributions des quarks avec son détecteur, ce qui, selon Shanahan, laisse de côté une grande partie de la pression d’un proton.

"Au cours des 60 dernières années, nous avons acquis une assez bonne compréhension du rôle des quarks dans la structure du proton", a-t-elle déclaré. "Mais la structure du gluon est beaucoup, beaucoup plus difficile à comprendre car il est notoirement difficile à mesurer ou à calculer

Au lieu de mesurer la pression d'un proton à l'aide d'accélérateurs de particules, Shanahan et Detmold ont cherché à inclure le rôle des gluons en utilisant des supercalculateurs pour calculer les interactions entre les quarks et les gluons qui contribuent à la pression d'un proton.

"A l'intérieur d'un proton,il y a  un vide quantique bouillonnant de paires de quarks et d'antiquarks, ainsi que de gluons, qui apparaissent et disparaissent", explique Shanahan. "Nos calculs incluent toutes ces fluctuations dynamiques."

Pour ce faire, l'équipe a utilisé une technique de physique connue sous le nom de QCD sur réseau, pour la chromodynamique quantique, qui est un ensemble d'équations décrivant la force forte, l'une des trois forces fondamentales du modèle standard de la physique des particules. (Les deux autres sont la force faible et la force électromagnétique.) La force forte est ce qui lie les quarks et les gluons pour former un proton.

Les calculs de QCD en réseau utilisent une grille à quatre dimensions, ou réseau, de points pour représenter les trois dimensions de l'espace et une du temps. Les chercheurs ont calculé la pression à l'intérieur du proton en utilisant les équations de la chromodynamique quantique définies sur le réseau.

«C’est extrêmement exigeant en termes de calcul, nous utilisons donc les supercalculateurs les plus puissants du monde pour effectuer ces calculs», explique Shanahan.

L’équipe a passé environ 18 mois à exécuter diverses configurations de quarks et de gluons dans plusieurs superordinateurs, puis a déterminé la pression moyenne en chaque point du centre du proton, jusqu’à son bord.

Comparés aux résultats du Jefferson Lab, Shanahan et Detmold ont constaté qu'en incluant la contribution des gluons, la distribution de la pression dans le proton avait considérablement changé.

"Nous avons examiné la contribution du gluon à la distribution de pression pour la première fois, et nous pouvons vraiment voir que, par rapport aux résultats précédents, le pic est devenu plus fort et que la distribution de pression s'étend plus loin du centre du proton", Shanahan dit.

En d’autres termes, il apparaît que la pression la plus élevée dans le proton est d’environ 10^35 pascals, soit 10 fois celle d’une étoile à neutrons, ce qui est similaire à ce que les chercheurs du Jefferson Lab ont rapporté. La région de basse pression environnante s'étend plus loin que prévu précédemment.

La confirmation de ces nouveaux calculs nécessitera des détecteurs beaucoup plus puissants, tels que le collisionneur Electron-Ion, un accélérateur proposé que les physiciens cherchent à utiliser pour sonder les structures internes des protons et des neutrons, de manière plus détaillée que jamais, y compris les gluons.

"Nous en sommes aux premiers jours de la compréhension quantitative du rôle des gluons dans un proton", explique Shanahan. "En combinant la contribution quark mesurée de manière expérimentale avec notre nouveau calcul de la pièce de gluon, nous obtenons le premier tableau complet de la pression du proton, une prédiction pouvant être testée par le nouveau collisionneur au cours des 10 prochaines années."

Référence du journal: Physical Review Letters
Source: Massachusetts Institute of Technology
MON COMMENTAIRE  / j’ai déjà diffusé une partie de cette recherche  il y a quelques mois  …Je la trouve mal décrite sur son concept expérimental (qualité du choc électron sur proton)     bien qu en accord  avec le concept  accepté  de  formation de l’étoile a neutron   , dans lequel le proton se » déshabille en mutant neutron  «  lors de l’effondrement de l etoile ! ) …… Quant a la représentation strictement circulaire   de la photo     de répartition  des pressions et des vecteurs  j attends l accord d’autres physiciens du noyau pour     l’admettre  …..EN RESUME ; la répartition des ondes  (  celles des  gluons et autres vecteurs d’énergie) dans un proton ne me semble pas claire


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Exotic spiraling electrons discovered by physicists
February 18, 2019, Rutgers University
 Exotic spiraling electrons discovered by physicists
 The two types of 'chiral surface excitons' are on the right and left side of the image. They are generated by right- and left-handed light (photons in blue). The excitons consist of an electron (light blue) orbiting a 'hole' (black) in the …more

Read more at: https://phys.org/news/2019-02-exotic-spiraling-electrons-physicists.html#jCp
Des électrons exotiques en spirale découverts par des physiciens
18 février 2019, Université Rutgers
 Des électrons exotiques en spirale découverts par des physiciens
Les deux types d '«excitons de surface chiraux» sont situés à droite et à gauche de l'image. Ils sont générés par la lumière droite et gauche (photons en bleu). Les excitons consistent en un électron (bleu clair) en orbite autour d'un «trou» (noir) dans… plus
Rutgers et d'autres physiciens ont découvert une forme exotique d'électrons qui tournent comme des planètes et pourraient conduire à des progrès dans l'éclairage, les cellules solaires, les lasers et les affichages électroniques.


C'est ce qu'on appelle un "exciton de surface chiral" et il est constitué de particules et d'antiparticules liées et tourbillonnant les unes sur les autres à la surface des solides, selon une étude publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences.

Chiral fait référence à des entités, comme vos mains droite et gauche, qui correspondent mais sont asymétriques et ne peuvent pas être superposées à leur image miroir.

Des excitations se forment lorsque la lumière intense brille sur les solides, éliminant les électrons chargés négativement et laissant derrière eux des "trous", selon l'auteur principal Hsiang-Hsi (Sean) Kung, un étudiant diplômé en physique du laboratoire de spectroscopie laser Rutgers du professeur Girsh Blumberg à l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick.

Les électrons et les trous ressemblent à des sommets en rotation rapide. Les électrons finissent par "se spiraliser" vers les trous, s'annulant en moins d'un billion de secondes tout en émettant une sorte de lumière appelée "photoluminescence". Cette découverte a des applications pour des dispositifs tels que les cellules solaires, les lasers et les écrans de télévision et autres.

Les scientifiques ont découvert des excitons chiraux à la surface d'un cristal appelé séléniure de bismuth, qui pourraient être produits en série et utilisés dans les revêtements et autres matériaux électroniques à température ambiante.

"Le séléniure de bismuth est un composé fascinant qui appartient à une famille de matériaux quantiques appelée" isolateurs topologiques "", a déclaré l'auteur principal Blumberg, professeur au département de physique et d'astronomie de la Faculté des arts et des sciences. "Ils ont plusieurs canaux à la surface qui sont très efficaces pour conduire l'électricité."

La dynamique des excitons chiraux n'est pas encore claire et les scientifiques souhaitent utiliser une imagerie ultra-rapide pour les approfondir. Des excitons de surface chiraux peuvent également être trouvés sur d'autres matéria

Plus d'informations: H.-H. Kung el al., "Observation d'excitons de surface chiraux dans un isolant topologique Bi2Se3", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1813514116
Référence du journal: Actes de l'Académie nationale des sciences
Source: Université Rutgers
MON COMMENTAIRE   /Les résultats me semblent à la fois excitants  mais encore incomplètement décrits  … Toutefois comme ma petite fille fait sa thèse à  RUTGERS   j’ai  un  devoir de discrétion et de modération  prudente….
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A new CRISPR/Cas9 therapy can suppress aging
by Salk Instit
 

Un nouveau traitement CRISPR / Cas9 peut supprimer le vieillissement
par l'Institut Salk

Deux souris du même âge atteintes de progeria. La souris plus grande et en meilleure santé de gauche a reçu la thérapie génique, contrairement à la souris de droite. Crédit: Institut Salk
Le vieillissement est un facteur de risque majeur pour un certain nombre d'affections débilitantes, notamment les cardiopathies, le cancer et la maladie d'Alzheimer. Cela rend d'autant plus urgent le besoin de thérapies anti-âge. Les chercheurs du Salk Institute ont mis au point une nouvelle thérapie génique pour aider à ralentir le processus de vieillissement.


Les résultats, publiés le 18 février 2019 dans la revue Nature Medicine, mettent en évidence un nouveau traitement d'édition du génome CRISPR / Cas9 capable de supprimer le vieillissement accéléré observé chez les souris atteintes du syndrome de Hickinson-Gilford, une maladie génétique rare qui affecte également l'homme. Ce traitement fournit des informations importantes sur les voies moléculaires impliquées dans le vieillissement accéléré, ainsi que sur la réduction des protéines toxiques par thérapie génique.

"Le vieillissement est un processus complexe dans lequel les cellules commencent à perdre leur fonctionnalité. Il est donc essentiel pour nous de trouver des moyens efficaces d'étudier les facteurs moléculaires du vieillissement", déclare Juan Carlos Izpisua Belmonte, professeur au Laboratoire d'expression de Salk et auteur principal. du papier. "Progeria est un modèle de vieillissement idéal car il nous permet de concevoir, d’affiner et de tester à nouveau rapidement une intervention."

Avec une apparition précoce et une progression rapide, le progeria est l'une des formes les plus graves d'un groupe de troubles dégénératifs causés par une mutation du gène LMNA. Les souris et les humains atteints de progéria présentent de nombreux signes de vieillissement, notamment des dommages à l'ADN, un dysfonctionnement cardiaque et une durée de vie considérablement réduite. Le gène LMNA produit normalement deux protéines similaires à l'intérieur d'une cellule: la lamelle A et la lamelle C. Le progeria déplace la production de la lamelle A en progérine. La progérine est une forme abrégée et toxique de la pellicule A qui s'accumule avec l'âge et qui est exacerbée chez les personnes atteintes de progéria.

"Notre objectif était de diminuer la toxicité de la mutation du gène LMNA qui conduit à une accumulation de progérine dans la cellule", a déclaré le co-premier auteur, Hsin-Kai Liao, cherchee laboratoire Izpisua Belmonte. "Nous avons pensé que la progéria pourrait être traitée par une perturbation ciblée de la lamin A et de la progérine ciblée par CRISPR /
Les chercheurs de Salk traitent la maladie du vieillissement prématuré chez des souris avec une thérapie génique basée sur CRISPR / Cas9. Crédit: Institut Salk
Les chercheurs ont utilisé le système CRISPR / Cas9 pour administrer la thérapie génique dans les cellules du modèle de souris progeria exprimant Cas9. Un virus adéno-associé (AAV) contenant deux ARN-guides synthétiques et un gène rapporteur a été injecté. L'ARN guide guide la protéine Cas9 à un emplacement spécifique de l'ADN où elle peut faire une entaille qui rend la lamine A et la progérine non fonctionnelles, sans perturber la lamine C. Le journaliste aide les chercheurs à suivre les tissus infectés par le AAV.



Deux mois après la délivrance du traitement, les souris étaient plus fortes et plus actives, avec une santé cardiovasculaire améliorée. Ils ont montré une diminution de la dégénérescence d'un important vaisseau sanguin artériel et une apparition retardée de la bradycardie (fréquence cardiaque anormalement lente), deux problèmes fréquemment observés chez les patients âgés et ceux atteints de progeria. Dans l'ensemble, les souris progeria traitées présentaient un niveau d'activité similaire à celui des souris normales et leur durée de vie augmentait d'environ 25%.

"Une fois que nous aurons amélioré l'efficacité de nos virus pour infecter une grande variété de tissus, nous sommes convaincus que nous pourrons encore augmenter notre durée de vie", a déclaré Pradeep Reddy, stagiaire postdoctoral au laboratoire d'Izpisua Belmonte et auteur du document. .

Pris ensemble, les résultats suggèrent que le ciblage de la lamine A et de la progérine à l'aide d'un système CRISPR / Cas9 peut améliorer considérablement la santé physiologique et la durée de vie des souris progeria. Ces résultats fournissent une nouvelle compréhension significative de la manière dont les scientifiques pourraient éventuellement être en mesure de cibler les facteurs moléculaires du vieillissement chez l'homme.

Les efforts futurs viseront à rendre la thérapie plus efficace et à l'affiner pour une utilisation humaine. À l'heure actuelle, il n'y a pas de traitement curatif pour la progéria; les symptômes sont donc gérés et les complications traitées au fur et à mesure qu'elles surviennent.

"C’est la première fois qu’une thérapie de modification des gènes est appliquée pour traiter le syndrome de la progéria", a déclaré Izpisua Belmonte, titulaire de la chaire Roger Guillemin. "Cela nécessitera quelques améliorations, mais il aura beaucoup moins d'effets négatifs par rapport aux autres options disponibles. Il s'agit d'une avancée excitante pour le traitement de la pr
Informations complémentaires: Ergin Beyret et al, Le traitement monodose CRISPR – Cas9 prolonge la durée de vie des souris atteintes du syndrome de Hickinson-Gilford-Progeria, Nature Medicine (2019). DOI: 10.1038 / s41591-019-0343-4
Fourni par l'Institut Salk
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 MON COMMENTAIRE   /Il y a actuellement  une très forte compétition entre  les chercheurs  issus de BERKELEY    , ceux  de   Harvard et  de plein d’autres organismes et universités pour gérer  les divers cas d’application possibles de CRISPR/Cas 9   , cette découverte d’Emmanuelle Charpentier el collègue  pour sa paire de ciseaux  à  couper les brins d Adn  et en changer l’ordre ou la composition
 EMMANUELLE   vient d’être élue  en 2018 à l’académie des  Sciences et bosse à BERLIN au  Max Planck Institute for Infection Biology .  je sais que son labo est archi demandé !!!! AVEC 35 ANS DE MOINS  J’’AURAI ETE  CAPABLE DE RE PARTIR REFAIRE UN PHD  EN BIO AVEC ELLE ! ( un physicien ça peut toujours servir !)



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