SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 43 /PART 3

Rentrant tard je n’ai que ceci a  vous proposer

"Placing another piece in the dark matter puzzle"

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Ajouter  une autre pièce dans le puzzle de la matière noire

par Universitaet Mainz

Fig. 1 Niveaux d'énergie de spin nucléaire et spectres RMN de l'acide formique 13C mesurés dans trois conditions de champ différentes. Crédit: Avances scientifiques.

On sait très peu de choses sur la nature exacte de la matière noire. Actuellement, certains des candidats les plus prometteurs en matière de matière noire sont des particules bosoniques extrêmement légeres telles que des axions, des particules semblables à des axions ou même des photons sombres. "Celles-ci peuvent également être considérées comme un champ classique oscillant à une certaine fréquence. Mais nous ne pouvons pas encore chiffrer cette fréquence - et donc la masse des particules", explique le professeur Dmitry Budker. "C'est pourquoi, dans le programme de recherche CASPEr, nous étudions systématiquement différentes gammes de fréquences à la recherche d'indices de matière noire."

Le groupe de Budker recherche la matière noire par le biais de l'expérience de précession de spin de l’Axion cosmique (CASPEr). Le groupe CASPEr mène ses expériences au sein du groupe d’excellence PRISMA + de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et de l’Institut Helmholtz de Mayence (HIM). CASPEr est un programme de recherche international qui utilise des techniques de résonance magnétique nucléaire pour identifier et analyser la matière noire.

L'équipe de CASPEr développe des techniques spéciales de résonance magnétique nucléaire (RMN), chacun ciblée sur une plage de fréquences spécifique et donc sur une plage spécifique de masses de particules de matière noire. La RMN repose généralement sur le fait que les spins nucléaires réagissent à des champs magnétiques oscillant à une fréquence de résonance spécifique. La fréquence de résonance est réglée via un second champ magnétique, généralement statique. L'idée fondamentale du programme de recherche CASPEr est qu'un champ de matière noire peut influencer de la même manière les spins nucléaires. À mesure que la Terre se déplace dans ce champ, les spins nucléaires se comportent comme s'ils étaient soumis à un champ magnétique oscillant, générant ainsi un spectre de RMN induit par la matière noire.

Dans le travail actuel, le premier auteur, Antoine Garcon, et ses collègues ont utilisé une technique plus exotique: la RMN du champ nul à  champ ultra-faible (ZULF). "La RMN du ZULF fournit un régime dans lequel les spins nucléaires interagissent plus fortement les uns avec les autres qu'avec un champ magnétique externe", explique le Dr John W. Blanchard, auteur correspondant. "Pour rendre les spins sensibles à la matière noire, il suffit d'appliquer un très petit champ magnétique externe, beaucoup plus facile à stabiliser."

En outre, les chercheurs ont examiné pour la première fois les spectres RMN ZULF de l'acide formique 13C en ce qui concerne les bandes latérales induites par la matière noire, en utilisant un nouveau schéma d'analyse permettant de moyenner de manière cohérente des bandes latérales de fréquence arbitraire sur plusieurs mesures.

Cette forme particulière d'analyse en bande latérale a permis aux scientifiques de rechercher de la matière noire dans une nouvelle gamme de fréquences. L'équipe CASPEr n'a pas détecté de signal de matière noire dans le dernier numéro de Science Advances, ce qui permet aux auteurs d'éliminer la matière noire ultra-légère avec des couplages supérieurs à un seuil donné. Parallèlement, ces résultats constituent une autre pièce du puzzle de la matière noire et complètent les résultats antérieurs du programme CASPEr, communiqués en juin, lorsque les scientifiques ont exploré des fréquences encore plus basses en utilisant une autre méthode de RMN spécialisée, la comagnétométrie.

"Comme un casse-tête, nous combinons différents éléments du programme CASPEr pour affiner encore la portée de la recherche de matière noire", affirme Dmitry Budker.

John Blanchard ajoute: "Ce n'est que la première étape. Nous mettons actuellement en place plusieurs modifications très prometteuses pour augmenter la sensibilité de notre expérience."

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More information: Antoine Garcon, et al. Constraints on bosonic dark matter from ultralow-field nuclear magnetic resonance Science Advances  25 Oct 2019: Vol. 5, no. 10, eaax4539. DOI: 10.1126/sciadv.aax4539

Journal information: Science Advances

Provided by Universitaet Mainz

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MES COMMENTAIRES

 Je donnerai mon avis sans barguigner ! Personne n’est capable d’assigner un spin a  de la matière noire actuellement   …….parce que si elle est sensible au champ gravitationnel   d’après les hypothèses   et calculs astronomiques     de vitesses   extérieures de galaxies,  elle l’est  en réalité très peu  (ZWIKY); …C’est de là  que viennent les hypothèses de certains physiciens  la jugeant constituée de particules de masses extrêmement légères ….. d’où l’idée de l’associer   à une valeur de spin différente de zéro mais peut –être  restant trés petite

 Mais je rappelle que l’hélium 4 a un spin nul   et qu’un dipôle  de masses extrêmes  faiblardes se conduirait peut-être semblablement

 La recherche en RMN  de ces chercheurs  amène  plutôt par sa réponse négative   l idée d’aller chercher encore autre chose ailleurs !!!!!!!

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/ WEEK 43 2019 PAT 2

C’est grâce au groupe «  Astronomie ,mécanique quantique , exploration spatiale « , trouvé sur FACEBOOK que j’ai  trouvé    d’autres personnes  intéressées par mon travail ….Toutefois  les photos ou graphiques  n’y figurent jamais   à leur bonne place  et je les encourage à aller les retrouver , Grace à GOOGLE  sur  non  site  SCIENCES .ENERGIES …etc  ou encore sur BLOGGER   ….. à l’adresse :

olivierhartmanshenn.blogspot.com     ,là où je les dépose  ….

 Ce n’est que sur ce site  que vous trouverez   tous mes autres sujets ; « Le pouvoir de l’imaginaire » , « Dernières nouvelles du nucléaires »  etc    , bref tous les sujets qui ne rentrennt pas dans le cadre   du groupe FACEBOOK qui m’a accepté

 Voici la suite des traductions  de la semaine 43   et j’ai choisi un sujet   qui m’a opposé au dernier  prix Nobel  français de physique, lorsqu’ il est venu a  ORSAY   et qui concerne le phénomène naturel ou artificiel de spallation

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First identification of a heavy element born from neutron star collision

by ESO

OCTOBER 23, 2019

Première identification d'un élément lourd né d'une collision d'étoiles à neutrons

Une équipe de chercheurs européens, utilisant les données de l'instrument X-shooter sur le très grand télescope de l'ESO, a découvert des signatures de strontium formées lors d'une fusion d’ étoile à neutrons. L'impression de l'artiste montre deux étoiles à neutrons minuscules mais très denses au point de leur fusion et de leur explosion en kilonova. Au premier plan, nous voyons une représentation de strontium fraîchement créé. Crédit: ESO / L. Calçada / M. Kornmesser

Pour la première fois, un élément lourd fraîchement fabriqué, le strontium, a été détecté dans l'espace à la suite d'une fusion de deux étoiles à neutrons. Ce résultat a été observé par le spectrographe X-shooter de l'ESO sur le très grand télescope (VLT) et est publié aujourd'hui dans Nature. La détection confirme que les éléments les plus lourds de l’Univers peuvent se former lors de la fusion d’étoiles à neutrons, fournissant ainsi une pièce manquante  par exemple  au  casse-tête de la formation d’éléments chimiques lourds

En 2017, à la suite de la détection d'ondes gravitationnelles traversant la Terre, l'ESO a orienté ses télescopes au Chili, y compris le VLT, vers la source: une fusion d'étoiles à neutrons nommée GW170817. Les astronomes soupçonnaient que, si des éléments plus lourds se formaient lors de collisions d'étoiles à neutrons, des signatures de ces éléments pourraient être détectées dans  la kilonovae résultante , séquelle explosive de ces fusions. C'est ce qu'une équipe de chercheurs européens a maintenant réalisé en utilisant les données de l'instrument X-shooter sur le VLT de l'ESO.

À la suite de la fusion du GW170817, la flotte de télescopes de l'ESO a commencé à surveiller l'explosion naissante de  la kilonova sur une large gamme de longueurs d'onde. X-shooter en particulier a pris une série de spectres depuis  l'ultraviolet jusqu’au proche infrarouge. L'analyse initiale de ces spectres a suggéré la présence d'éléments lourds dans le kilonova, mais les astronomes ne pouvaient pas localiser les éléments individuels jusqu'à présent.

"En ré analysant les données de 2017 issues de la fusion, nous avons identifié la signature d'un élément lourd de cette boule de feu, le strontium, prouvant que la collision d'étoiles à neutrons crée cet élément dans l'univers", déclare le principal auteur de l'étude, Darach Watson, du Université de Copenhague au Danemark. Sur Terre, le strontium se trouve naturellement dans le sol et se concentre dans certains minéraux. Ses sels sont utilisés pour donner aux feux d'artifice une couleur rouge brillante.

Les astronomes connaissent les processus physiques qui créent les éléments depuis les années cinquante. Au cours des décennies suivantes, ils ont mis à jour les sites cosmiques de chacune de ces grandes forges nucléaires, sauf une. «C’est la dernière étape d’une longue série de poursuites visant à cerner l’origine des éléments», déclare M. Watson. "Nous savons maintenant que les processus qui ont créé les éléments se sont produits principalement dans les étoiles ordinaires, dans les explosions de supernova ou dans les couches extérieures d'anciennes étoiles. Mais, jusqu'à présent, nous ne connaissions pas l'emplacement du processus final , appelé capture rapide de neutrons, qui a créé les éléments les plus lourds du tableau périodique. "

La capture rapide de neutrons est un processus dans lequel un noyau atomique capture les neutrons assez rapidement pour permettre la création d'éléments très lourds. Bien que de nombreux éléments soient produits dans les noyaux des étoiles, la création d'éléments plus lourds que le fer, tels que le strontium, nécessite des environnements encore plus chauds avec beaucoup de neutrons libres. La capture rapide de neutrons ne se produit naturellement que dans les environnements extrêmes où les atomes sont bombardés par un grand nombre de neutrons.

"C’est la première fois que nous pouvons associer directement du matériel nouvellement créé formé par capture de neutrons à une fusion d’étoiles à neutrons, confirmant ainsi que les étoiles à neutrons sont constituées de neutrons et liant le processus de capture de neutrons rapide depuis longtemps débattu à de telles fusions", déclare Camilla Juul. Hansen de l'institut d'astronomie Max Planck à Heidelberg, qui a joué un rôle majeur dans l'étude.

Les scientifiques commencent seulement à mieux comprendre les fusions d’étoiles à neutrons et les kilonovae. En raison de la compréhension limitée de ces nouveaux phénomènes et des autres complexités du spectre que le X-shooter du VLT a capté de l'explosion, les astronomes n'avaient pas été en mesure d'identifier les éléments individuels jusqu'à présent.

"En fait, nous avons eu l’idée que nous pourrions voir du strontium assez rapidement après l’événement. Cependant, il a été démontré que c’était manifestement un cas très difficile. Cette difficulté était due à notre connaissance très incomplète de l’aspect spectral de les éléments les plus lourds du tableau périodique », explique Jonatan Selsing, chercheur à l’Université de Copenhague, auteur clé du document.

La fusion GW170817 était la cinquième détection d'ondes gravitationnelles rendue possible grâce à l'observatoire d'interféromètre laser de la NSF (LIGO) aux États-Unis et à l'interféromètre de Virgo en Italie. Située dans la galaxie NGC 4993, la fusion a été la première, et à ce jour, la seule source d’ondes gravitationnelles à avoir été détectée par des télescopes sur Terre.

Grâce aux efforts conjugués de LIGO, de Virgo et du VLT, nous avons la compréhension la plus claire du fonctionnement interne des étoiles à neutrons et de leurs explosifs.

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More information: Identification of strontium in the merger of two neutron stars, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1676-3 , https://nature.com/articles/s41586-019-1676-3

Journal information: Nature

Provided by ESO

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 Mes connentaires

 J ENRAGE! Car pas un seul des termes anglais ne désigne clairement  ce strontium comme le résultat d’une spallation !....Je ne peux pas faire  un cours de neutronique a mes lecteurs   dans ces lignes ici   car j’ignore en général  leur niveau moyen  de culture nucléaire  et je  ne peux plus leur fournir les références internet de mes cours ou articles à ce sujet  , disparus dans le naufrage des logs du NOUVEL OBS ..Malgré tout  je rappelle  que les neutrons   ne sont pas électriquement chargés  et ne s accélèrent que dans certains processus naturels particuliers …. Notamment  , la spallation nucléaire (de l'anglais to spall, produire des éclats) est  la  réaction nucléaire au cours de laquelle un noyau atomique  frappé par  le choc  d’ une particule incidente ou par  une onde électromagnétique de grande énergie peut    soit se « casser »  soit  acquérir et  conserver   une structure  de numéro atomique Z  supérieur  ….Et c’est l’hypothèse  avancée   (Glenn Seaborg ) pour la formation  en particulier  des éléments    plus lourds que le fer  et par exemple  du plomb et  de la famille uranifère ……. VOIR MA PHOTO CI APRES  OU D AUTRES SUR GOOGLE 

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 43 PART 1

J’abandonne un moment la rubrique «  Dernières nouvelles du nucléaire »  pour reprendre mes traductions  de quelques-unes des multiples publications  nouvelles  que   SCIENCE X   m’adresse tous les jours  ….Parmi l ‘énorme flot  reçu  , il n y a pas tous les jours que des perles  ou des découvertes intéressantes ……Et très précisément aujourd hui  voici  l’article   d’ un lot de   scientifiques américains  qui viennent  de remettre en cause des résultats précédents ….

J’avoue à mes lecteurs qu il ne m’est pas désagréable de voir de temps en temps  des physiciens   faire les éléphants entrant dans un magasin de porcelaine !!!

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« OCTOBER 23, 2019

A crisis in cosmology: New data suggests the universe expanding more rapidly than believed”

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Une crise cosmologique: de nouvelles données suggèrent que l'univers se développe plus rapidement qu'on ne le croit

par l'observatoire W. M. Keck

En utilisant le système AO de l'observatoire Keck avec la caméra NIRC2 (deuxième génération (NIRC2) sur le télescope Keck II), Chen et son équipe ont obtenu des mesures locales de trois systèmes de quasars à lentilles bien connus: PG1115 + 080, HE0435-1223 et RXJ1131-. 1231. Crédit: Observatoire W. M. Keck

Un groupe d’astronomes dirigé par l’Université de Californie, Davis, a obtenu de nouvelles données suggérant que l’univers se développait plus rapidement que prévu.

L’étude survient au lendemain d’un débat animé sur la vitesse à laquelle l’univers se développe en flèche  les mesures à ce jour sont en désaccord.

La nouvelle mesure de la constante de Hubble, ou du taux d'expansion de l'univers, utilisée par l'équipe impliquait une méthode différente. Ils ont utilisé le télescope spatial Hubble (HST) de la NASA en combinaison avec le système d'optique adaptative (AO) de l'observatoire W. M. Keck pour observer trois systèmes à lentille gravitationnelle. C'était  la première fois que la technologie AO au sol est utilisée pour obtenir la constante H de Hubble.

"Lorsque j'ai commencé à travailler sur ce problème il y a plus de 20 ans, l'instrumentation disponible limitait la quantité de données utiles pouvant être extraites des observations", explique Chris Fassnacht, co-auteur, professeur de physique à UC Davis. "Dans ce projet, nous utilisons l'OA de Keck Observatory pour la première fois dans  une analyse complète. Depuis de nombreuses années, je sentais  que les observations d'AO pourraient beaucoup contribuer à cet effort."

Les résultats de l'équipe sont publiés dans le dernier numéro en ligne des Notices mensuelles de la Royal Astronomical Society.

Pour écarter tout biais, l’équipe a procédé à une analyse en aveugle; au cours du traitement, ils ont caché la réponse finale jusqu'à ce qu'ils soient convaincus d'avoir traité le plus grand nombre possible de sources d'erreur possibles. Cela les empêchait de faire des « tripatouillages » pour obtenir la valeur "correcte", évitant ainsi le biais de confirmation.

"Lorsque nous pensions avoir résolu tous les problèmes possibles liés à l'analyse en soi , nous avons annulé la réponse en indiquant que nous devions publier la valeur que nous trouvionns, même si elle  paraissait fpolle. C'est toujours un moment tendu et excitant", déclare auteur principal, Geoff Chen, étudiant diplômé du département de physique de l’UC Davis.

Le déblocage a révélé une valeur compatible avec les mesures prises par Hubble Constant à partir d'observations d'objets "locaux" proches de la Terre, tels que des supernovae de type Ia ou des systèmes à lentille gravitationnelle à proximité; L'équipe de Chen a utilisé ces derniers objets dans leur analyse à l'aveugle.

Les résultats de l’équipe ajoutent de plus en plus de preuves qu’il existe un problème avec le modèle cosmologique standard, qui montre que l’univers s’est développé très rapidement au début de son histoire, puis que celui-ci a ralenti du fait de l’attraction gravitationnelle de la matière noire. Et accélère à nouveau en raison de l'énergie sombre…..une force mystérieuse.

Ce modèle de l'histoire de l'expansion de l'univers est assemblé à l'aide de mesures traditionnelles de Hubble Constant, qui sont prises à partir d'observations "distanciées »   de celles du fond diffus cosmologique (CMB) – ces radiations résiduelles du Big Bang lorsque l'univers a débuté il y a 13,8 milliards d'années.

Récemment, de nombreux groupes ont commencé à utiliser diverses  autres techniques et à étudier différentes parties de l'univers pour obtenir la constante de Hubble. Ils ont ainsi constaté que la valeur obtenue à partir d'observations "locales" par rapport à  des observations "distantes" était en désaccord.

 

Images de quasars à lentilles multiples de HE0435-1223 (à gauche), PG1115 + 080 (au centre) et RXJ1131-1231 (à droite). Crédit: G. Chen, C. Fassnacht, UC Davis

"C'est là que réside la crise de la cosmologie", déclare Fassnacht. "Tandis que la constante de Hubble est constante partout dans l'espace à un moment donné, elle n'est pas constante  dans l’écoulement du  temps. Ainsi, lorsque nous comparons les constantes de Hubble issues de diverses techniques, nous comparons l'univers primitif (à l'aide d'observations distantes) vs. . la partie tardive et plus moderne de l'univers (en utilisant des observations locales et proches). "

Cela suggère qu'il existe un problème avec les mesures CMB, ce que l'équipe dit improbable, ou bien que le modèle standard de la cosmologie doit être modifié d'une manière ou d'une autre en utilisant une nouvelle physique pour corriger la divergence.

Méthodologie

En utilisant le système AO de l'observatoire Keck avec la caméra NIRC2 (deuxième génération (NIRC2) sur le télescope Keck II), Chen et son équipe ont obtenu des mesures locales de trois systèmes de quasars à lentilles bien connus: PG1115 + 080, HE0435-1223 et RXJ1131-. 1231.

Les quasars sont des galaxies extrêmement lumineuses et actives, souvent avec des jets massifs alimentés par un trou noir supermassif qui dévore avidement les matériaux qui les entourent.

Bien que les quasars soient souvent très loin, les astronomes sont capables de les détecter grâce à la lentille gravitationnelle, un phénomène qui agit comme une loupe de la nature. Lorsqu'une galaxie suffisamment massive plus proche de la Terre  est sur le trajet  de  la lumière d'un quasar très éloigné, elle peut agir comme une lentille; son champ gravitationnel déforme l'espace lui-même, en pliant la lumière du quasar de fond en plusieurs images et en la faisant paraître extra brillante 

Parfois, la luminosité du quasar scintille, et chaque image correspondant à une longueur de chemin légèrement différente d'un quasar à un télescope, les scintillements apparaissent à des instants légèrement différents pour chaque image. Elles n'arrivent pas toutes sur Terre en même temps.

Avec HE0435-1223, PG1115 + 080 et RXJ1131-1231, l’équipe a soigneusement mesuré ces délais, qui sont inversement proportionnels à la valeur de la constante de Hubble. Cela permet aux astronomes de décoder la lumière de ces quasars lointains et de recueillir des informations sur l'étendue de l'expansion de l'univers au cours de son passage sur la Terre.

"L'un des ingrédients les plus importants dans l'utilisation de la lentille gravitationnelle pour mesurer la constante de Hubble est une imagerie sensible et à haute résolution", a déclaré Chen. "Jusqu'à présent, les meilleures mesures H de ubble Constant à base de lentilles impliquaient toutes des données HST. Lorsque nous avons résolu les problèmes en aveugle, nous avons constaté deux choses. Premièrement, nous avions des valeurs cohérentes avec les mesures précédentes basées sur les données HST, ce qui prouve que les données AO peuvent fournir une alternative puissante aux données HST à l’avenir. Deuxièmement, nous avons constaté que la combinaison des données AO et HST donnait un résultat plus précis. "

Prochaines étapes

Chen et son équipe, ainsi que de nombreux autres groupes de la planète, font plus de recherches et d'observations pour approfondir leurs recherches. Maintenant que l'équipe de Chen a prouvé que le système AO de l'Observatoire de Keck est aussi puissant que le HST, les astronomes peuvent ajouter cette méthodologie à leurs techniques pour mesurer la constante de Hubble.

"Nous pouvons maintenant essayer cette méthode avec des systèmes de quasars plus localisés  pour améliorer la précision de notre mesure de la constante de Hubble. Cela nous mènera peut-être à un modèle cosmologique plus complet de l'univers", déclare Fassnacht.

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More information: Geoff C-F Chen et al. A SHARP view of H0LiCOW: H0 from three time-delay gravitational lens systems with adaptive optics imaging, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093/mnras/stz2547

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Provided by W. M. Keck Observatory

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MES COMMENTAIRES

J admis tout a fait que les cosmologistes trouvent que très loin de nous ou beaucoup plus près cette constante de HUBBLE   doit différente …Et il faudra    alors faire son deuil   d’une valeur constante   tout au long de l’histoire de l  UNIVERS  ……Mais il faudra aussi en assumer complètement les conséquences ; peutetre existe-t-il des régions  de l’univers plus flexibles que d’autres   et  subissant  en quelque sorte  des mouvements d’accordéoniste !

 Attendons encore un peu pour estimer la valeur de la méthode AO et des lentilles gravitationnelles!

SCIENCES ENERGIES.ENVIRONNEMENT/ DERNIERES NOUVELLES DU NUCLEAIRE / FIN OCTOBRE 2019

C’est le magazine l’USINE NOUVELLE    qui vient de m’apporter le titre de la nouvelle  principale

d’aujourd ‘hui

. Le ministre de l’Économie, Bruno Le Maire, a en effet décidé de rendre public le rapport qu’EDF a commandé à Jean-Martin Folz en juin 2019 sur la construction de l’EPR de Flamanville

.Je n’écris pas «  Dernières nouvelles du nucléaire » pour  geindre et pleurnicher   sur les soucis de mon ancien job ,le  CEA  ou les perfectionnements tatillons de  mon ancien   secteur d’activité   , l’IRSN , devenu le mercenaire scientifique   de l’ autorité nationale de sureté nucléaire / l ASN

Mes lecteurs n’en n’auraient rien  a fiche de savoir la liste de tous ceux qui de près ou de loin   ont péché par irréalisme industriel et économique ….gouvernance inappropriée….. ,entreprises partenaires  inadéquates ou   cherchant de gros marchés faciles et juteux ….. , "perte de compétences généralisée" …..absence totale d’assurance qualité  etc etc …….Toutes chose dont j’avais d’ailleurs  parlé sur mes articles de blog   sur LE Nouvel Obs   , il y a au moins 10  ans  même  avant Fukushima  quand j’étais allé écouter le projet  aux conférences SFEN …..

Il n y a plus d interet a chercher  des boucs émissaires chez  EDF/CEA/AREVA / FRAMATONE / BOUYGUES ETC   ; TOUT LE MONDE S’EN FICHE MAINTENENANT   de se trouver des coupables !!!

 Il s’agit de repartir   du bon pied  , comme nous l’avions fait sur la séparation isotopique  de l’uranium  ,  (celui  dee la bombe ,)  avec  GALLET   ,FREJACQUES  et  PECQUEUR ……

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019/WEEK 42 /PARTT 5

Mon billet  d’aujourd’hui devrait déclencher une tempête  de protestation s ….Mais comme nous nous intéresserons aux étrangetés  du monde quantique ce sera une tempête dans un verre d’eau !

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 OCTOBER 24, 2019

Extracting hidden quantum information from a light source

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Extraction d'informations quantiques cachées à partir d'une source de lumière

par ICFO

L’image totale ou directe est obtenue par l’accumulation de lumière sur la caméra. Grâce à cette technique, les chercheurs peuvent isoler l'image quantique du "chat mort", puis soustraire cette image à l'image totale pour obtenir l'image classique du "chat vivant". Crédit: Université de Glasgow / H. Defienne

Les microscopes à super-résolution actuels dérivent  des technologies de balayage laser à micro réseau  et sont connus pour leurs sensibilités élevées et leurs très bonnes résolutions. Cependant, ils mettent en œuvre une puissance lumineuse élevée pour étudier des échantillons , lesquels peuvent être sensibles à la lumière et ainsi  risquer d’ être endommagés ou perturbés lors de l'éclairage par ces dispositifs.

Les techniques d'imagerie utilisant la «  lumière quantique » prennent de plus en plus d'importance, car leurs capacités en termes de résolution et de sensibilité peuvent dépasser les limites classiques et, en outre, ne pas endommager l'échantillon. Cela est possible car la lumière quantique est émise dans des photons uniques et utilise la propriété d'intrication  pour atteindre des régimes d'intensité lumineuse plus faibles.

Ceci dit , même si l’utilisation de la lumière quantique et des détecteurs quantiques connaît un développement constant au cours des dernières années, il reste encore quelques problèmes à résoudre. Les détecteurs quantiques sont eux-mêmes sensibles au bruit classique, bruit qui peut devenir si important qu’il peut réduire, voire annuler, tout avantage quantique  sur les  images obtenues.classiquement

C’est ainsi, lancé il y a un an,que  le projet européen Q-MIC a réuni une équipe internationale de chercheurs aux expertises différentes qui se sont réunis pour développer et mettre en œuvre des technologies d'imagerie quantique afin de créer un microscope amélioré quantique pouvant aller au-delà des capacités actuelles des technologies de microscopie.

Dans une étude récemment publiée dans Sciences Advances, les chercheurs Hugo Defienne et Daniele Faccio de l'Université de Glasgow et les partenaires du projet Q-MIC ont présenté une nouvelle technique utilisant la distillation d'images pour extraire des informations quantiques d'une source illuminée contenant à la fois informations quantiques et classiques.

Dans leur expérience, les chercheurs ont créé une image finale combinée d'un chat "mort" et "vivant" en utilisant deux sources. Ils ont utilisé une source quantique déclenchée par un laser pour créer des paires de photons intriquésqui ont éclairé un cristal et passés à travers un filtre pour produire une image infrarouge (800 nm) d'un "chat mort" ou de ce qu'ils appellent le "chat quantique". " En parallèle, ils ont utilisé une source classique avec une LED pour produire l'image d'un "chat vivant". Ensuite, avec une configuration optique  adéquate  ,ils ont superposé les deux images et envoyé l’image combinée à une caméra CCD spéciale appelée dispositif à couplage de charge multipliée par électrons (EMCCD).

Grâce à cette configuration, ils ont pu constater qu'en principe les deux sources de lumière avaient le même spectre, la même intensité et la même polarisation, ce qui les rend impossibles à distinguer d'une seule mesure de l'intensité. Mais, alors que les photons provenant de la source classique cohérente (la lumière LED) ne sont pas corrélés, les photons provenant de la source quantique (paires de photons) sont corrélés en position.

En utilisant un algorithme, ils ont pu utiliser ces corrélations de photons en position pour isoler l'image conditionnelle, où deux photons arrivent au niveau des pixels voisins de la caméra et récupèrent uniquement l'image "éclairée quantiquement". Par conséquent, l'image classique du "chat vivant" a également  pu être récupérée après soustraction de l'image quantique de l'image d'intensité totale directe.

Un autre problème surprenant de cette méthode est que les chercheurs ont également été capables d'extraire des informations quantiques fiables même lorsque l'éclairement classique était dix fois plus élevé. Ils ont montré que même lorsque la forte illumination classique altérait  la qualité de l’image, ils étaient toujours en mesure d’obtenir une image nette de la forme de l’image quantique.

Cette technique ouvre une nouvelle voie pour l'imagerie quantique et les microscopes améliorés quantiques qui visent à observer  particulièrement des échantillons ultra délicats . En outre, les résultats de cette étude montrent que cette technique pourrait revêtir une importance capitale pour les communications quantiques. La possibilité de mélanger et d'extraire des informations spécifiques véhiculées à la fois par la lumière quantique et classique pourrait être utilisée pour les techniques de cryptage et le codage d'informations. En particulier, il pourrait être utilisé pour masquer ou chiffrer des informations dans un signal lors de l'utilisation de détecteurs conventionnels.

Comme le fait remarquer le professeur Daniele Faccio: "Cette approche modifie la manière dont nous pouvons coder, puis décoder, les informations en images, lesquelles comme nous l'espérons, trouveront des applications dans des domaines allant de la microscopie au LIDAR caché."

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More information: Hugo Defienne et al, Quantum image distillation, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aax0307q-mic.eu/

Journal information: Science Advances

Provided by ICO

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 MES COMMENTAIRES

Autant  je suis agacé par les rivalités actuellement en cours  chez les américains , a propos de l’ordinateur quantique   , autant ce tte  idée de microscope   hybride m’intéresse  ….L  ‘avenir dira quelle gamme  d’échantillons  fragiles peuvent lui être dédiés

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /2019 WEEK 42 PART 4

Certains de mes lecteurs m interrogent aujourd’hui  : « Vous recevez tous les jours OLIVIER  par le canal de  la newsletter  de SCIENCE x  les dernières publications parues , tout comme   lorsque   vous étiez abonné à  Physics world  et à  plein d’autres sources  ….Etes-vous  certain  de ne pas vous faire le complice  de la doctrine américaine «  Publish  or perish ! »   , c’est à dire  de nous faire prendre  ,à la limite , des vessies pour des lanternes !!! »

Et voici ma réponse :ce  ne sont  pas nécessairement des découvertes … C’ est le rôle de la physique  d’accepter  de faire de temps  en  temps  un pas en avant puis éventuellement ensuite  deux pas en arrière  …. Voilà  pourquoi  je m’efforce de trier  dans l’énorme masse  reçue  ce qui me semble encore  incomplètement  résolu  ……

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 Voici d’ailleurs la traduction d’une publication dont l’auteur   reconnait  seulement l’ éventuel potentiel  ….Et il ne faut pas s’en étonner  ,…Certains matériaux  sont  conducteurs  du corant  , mais sous certaines conditions  topologiques  deviennent isolants topologiques !!!!! OU L INVERSE!!!!

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 OCTOBER 23, 2019

Unique properties of quantum material explained for first time

by Steve Tally, Purdue University

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23 OCTOBRE 2019

Propriétés uniques d’un matériau quantique expliquées pour la première fois

par Steve Tally, Université Purdue

Crédit: CC0 Public Domain

Les caractéristiques d'un nouveau type de matériau contenant du fer, dont les applications futures en nanotechnologie et en spintronique sont supposées  viennent d’etre déterminées à l'Université de Purdue.

Le matériau natif, un isolant topologique, est un type inhabituel de système tridimensionnel (3D) qui présente la propriété intéressante de ne pas modifier de manière significative sa structure cristalline lorsqu'il change de phase électronique, contrairement à l'eau, par exemple, qui passe de la glace à l’état   liquide puis  à  la vapeur. Plus important encore, le matériau a une surface électriquement conductrice mais un noyau non conducteur (isolant).

Cependant, une fois que  du fer est introduit dans le matériau natif, lors d’un processus appelé dopage, certains réarrangements structurels et p des ropriétés magnétiques apparaissent, qui ont été mis en évidence par des méthodes de calcul performantes.

"Ces nouveaux matériaux, ces isolateurs topologiques, ont beaucoup retenu l'attention parce qu'ils présentent de nouveaux états de la matière", a déclaré Jorge Rodriguez, professeur agrégé de physique et d'astronomie.

"L'ajout d'ions de fer introduit de nouvelles propriétés magnétiques donnant aux isolateurs topologiques de nouvelles applications technologiques potentielles", a déclaré Rodriguez. "Avec l'ajout de dopants magnétiques aux isolateurs topologiques, tels que les ions fer, de nouveaux phénomènes physiques sont attendus du fait de la combinaison des propriétés topologiques et magnétiques."

En 2016, trois scientifiques ont reçu le prix Nobel de physique pour leurs travaux sur des matériaux connexes.

Cependant, malgré la fascination et les promesses des isolateurs topologiques contenant du fer, l'utilisation de ces matériaux en nanotechnologie nécessitait de mieux comprendre comment leurs propriétés structurelles, électroniques et magnétiques fonctionnent ensemble.

Rodriguez a expliqué que ses travaux utilisent des supercalculateurs pour expliquer la spectroscopie Mössbauer, une technique permettant de détecter de très petites configurations structurelles et électroniques,  et afin de comprendre ce que d’autres scientifiques ont observé expérimentalement sur des systèmes avec  fer.

"En utilisant les lois de la mécanique quantique dans un environnement informatique, nous avons pu utiliser une technique de modélisation appelée théorie de la densité fonctionnelle, qui résout les équations de base de la mécanique quantique pour ce matériau, et nous avons pu pleinement expliquer les résultats expérimentaux", Rodriguez a dit. "Pour la première fois, nous avons pu établir une relation entre les données expérimentales produites par spectroscopie Mössbauer et la structure 3D de ce matériau. Cette nouvelle compréhension du matériau topologique facilitera son utilisation par les ingénieurs dans de nouvelles applications. "

Le travail a été publié dans Physical Review B.

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Mon commentaire

L’isolation topologique décrit un objet  isolant mais dont la surface   présente  seule des propriétés conductrices.. Cela   pourrait  ressembler  par exemple   à ce qui pourrait vous arriver  si vous branchez  a mains nues  la prise électrique   classique  de votre   tondeuse  qui a été  entièrement  trempée par la dernière pluie !!!!!

 

SCIENCES .ENERGIES. ENVIRONNEMENT/ LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 42 /PART 3

Le sujet de la traduction de l’article de SCIENCE X   que je vous propose aujourd’hui  est  fondamental en Astronomie   er reste malheureusement   encore insuffisamment exploré ………

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OCTOBER 22, 2019

Cosmic Yeti from the dawn of the universe found lurking in dust

by University of Arizona

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 Un Yeti cosmique de l'aube de l'univers retrouvé caché dans la poussière

par l'Université de l'Arizona

Voici la photo   ,en fait  une impression d'artiste de ce à quoi pourrait ressembler une galaxie massive dans l'univers primitif. La galaxie est en train de subir une explosion  avec  formation d'étoiles, éclairant le gaz qui l'entoure D'épais nuages ​​de poussière masquent la majeure partie de la lumière, ce qui donne à la galaxie un aspect terni et désorganisé, très différente des galaxies actuelles. Crédit: James Josephides / Productions astronomiques Swinburne, Christina Williams / Université de l'Arizona, Ivo Labbe / Swinburne

Les astronomes ont découvert accidentellement les empreintes d'une galaxie de monstres datant  de l'univers primitif jamais vues auparavant. la communauté scientifique considérait généralement ces galaxies  primitives comme un yéti cosmique, comme du folklore, faute de preuves de leur existence, mais des astronomes américains et australiens  viennent de  réussir  à prendre une photo de la bête pour la première fois.

Publiée dans Astrophysical Journal, cette découverte fournit de nouvelles informations sur les premières étapes de croissance de certaines des plus grandes galaxies de l’univers.

Christina Williams, astronome de l’Université de l’Arizona, auteur principal de l’étude, a remarqué une légère goutte de lumière dans de nouvelles observations  plus sensibles  en utilisant le Atacama Large Millimeter Array, ou ALMA, une collection de 66 radiotélescopes situés dans les montagnes chiliennes. Curieusement,  ce signal emblait sortir de nulle part, comme  le pas ‘un fantôme dans un vaste désert sombre.

"C'était très mystérieux car la lumière ne semblait pas être liée à aucune  galaxie connue du tout", a déclaré Williams, boursier postdoctoral de la National Science Foundation à Steward Observatory. "Quand j'ai vu que cette galaxie resttait invisible à toute autre longueur d'onde, j'ai été très excitée parce que ça voulait dire qu'elle était probablement très loin et cachée par des nuages ​​de poussière."

Les chercheurs estiment que le signal est venu de si loin qu'il a fallu 12,5 milliards d'années pour atteindre la Terre, nous donnant ainsi une vue de l'univers à ses balbutiements. Ils pensent que l'émission observée est causée par la lueur chaude des particules de poussière chauffées par des étoiles qui se formenraiet au fond d'une jeune galaxie. Les nuages ​​de poussière géants cachent la lumière des étoiles elles-mêmes, rendent l alors a galaxie complètement invisible.

Le co-auteur de l’étude, Ivo Labbé, de l’Université de technologie de Swinburne, à Melbourne, en Australie, a déclaré: "Nous avons compris que la galaxie est en réalité une monstrueuse galaxie géante  avec autant d’étoiles que notre Voie lactée, mais débordant d’activité, formant de nouvelles étoiles. à 100 fois le taux de notre propre galaxie ".

La découverte pourrait résoudre une question de longue date en astronomie, ont déclaré les auteurs. Des études récentes ont montré que certaines des plus grandes galaxies de l’univers primitif  ont grandi et ont atteint leur maturité extrêmement rapidement, un résultat qui n’est pas compris théoriquement. Ces galaxies matures massives seraient visibles lorsque l'univers n'était qu'un bambin cosmique à 10% de son âge actuel. Ce qui est encore plus étonnant, c'est que ces galaxies matures semblent sortir de nulle part: car  les astronomes ne semblent jamais  pouvopirles attraper pendant leur formation

Une impression d'artiste de ce à quoi pourrait ressembler une galaxie massive dans l'univers primitif. D'épais nuages ​​de poussière masquent la majeure partie de la lumière, ce qui donne à la galaxie un aspect terni et désorganisé, très différente des galaxies actuelles. La galaxie est en formation d'étoiles très actives, des étoiles se forment et explosent, éclairant les nuages ​​de gaz. Cet effet est rendu ici en time-lapse. En temps réel, la galaxie apparaîtrait complètement statique car ces processus se déroulent sur de très longues périodes. Crédit: James Josephides / Productions astronomiques Swinburne, Christina Williams / Université de l'Arizona, Ivo Labbe / Swinburne

De plus petites galaxies ont été vues dans le premier univers avec le télescope spatial Hubble, mais ces créatures ne se développent pas assez vite pour résoudre le puzzle. D'autres galaxies de monstres ont également été rapportées auparavant, mais ces observations ont été beaucoup trop rares pour une explication satisfaisante.

"Notre galaxie monstre cachée a précisément les bons ingrédients pour être ce chaînon manquant", explique Williams, "car elles  ont été probablement beaucoup plus courants".

Une question ouverte est de savoir combien il y en a. Les observations pour la présente étude ont été effectuées dans une infime partie du ciel, moins de 1 / 100ème du disque de la pleine lune. Tout  comme  pour le Yeti, trouver les empreintes de la créature mythique dans une  si petite étendue de nature sauvage serait soit un signe de chance incroyable, soit un signe que de tels monstres sont littéralement cachés partout.

Les chercheurs attendent avec impatience le lancement prévu du télescope spatial James Webb de la NASA, prévu pour mars 2021, afin d'étudier ces objets plus en détail.

"JWST sera capable de regarder à travers le voile de poussière afin que nous puissions savoir quelle est la taille réelle de ces galaxies et à quelle vitesse elles grandissent, afin de mieux comprendre pourquoi les modèles échouent à les expliquer."

Mais pour l'instant, ces monstres sont dehors, enveloppés de poussière et de mystère.

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More information: Christina C. Williams et al, Discovery of a Dark, Massive, ALMA-only Galaxy at z ∼ 5–6 in a Tiny 3 mm Survey, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/1538-4357/ab44aa

Journal information: Astrophysical Journal

Provided by University of Arizona

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 MON COMMENTAIRE

J’ai fait appel  à  mon copain  de PRINCETON  pour aider mes lecteurs à comprendre  l’énigmatique problème que nous propose cette découverte

-«  Je n’arrive pas comprendre  PEPPER    comment la dynamique cosmique primitive  fabriquerait  des galaxies géantes  alors que seuls sont présents des nuages  de gaz d’hydrogène ….. Et pour fabriquer  d’abord des étoiles géantes, a très courte durée de vie  ( de l’ordre de quelques millions d’années seulement )

-«  C’est parce que vous estimez OLIVIER    que la probabilité   de supernovæ   , a l’implosion de ces étoiles géantes, les dirigerait plutôt  vers des trous noirs primordiaux     ??? En fait nous ignorons  s il est peut-être plus rapide pour ces étoiles  d’exploser en  super   ou hypernovae que de se compacter déjà   en galaxies …Il y a concurrence de cinétiques  ….

-«  Je crois PEPPER que le problème est beaucoup plus complexe  parce que nous ignorons aussi l les vitesses d’expansion de la matière noire primitive   par rapport  à la matière classique   et probablement des tas d’autres facteurs   ; notamment la  vitesse de compactification  des nuages de gaz primitifs  ….etc 

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD/ 2019/WEEK 42 /PART2

DEUXIEME TRADUCTION DE LA WEEK 42  et qui va vous paraitre dure à avaler !

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OCTOBER 21, 2019

A star is born: Using lasers to study how star stuff is made

by American Physical Society

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Une étoile est née: Utilisation de lasers pour étudier la fabrication des étoiles

par American Physical Society

 

Image au moment de la prise de vue d'une expérience NIF pour étudier la nucléosynthèse stellaire. Les réactions solaires 3He-3He se produisent dans le centre lumineux de l'image, où les conditions très chaudes et très denses en étoile sont créées par le soufflage d'une petite capsule en plastique remplie de gaz à 10 fois la pression atmosphérique avec 192 faisceaux laser puissants . Certains des faisceaux laser focalisés apparaissent en haut et à gauche de l'image. Crédit: Don Jedlovec, LLNL

Lors d'une journée typique après du plus grand laser au monde,  celui du  National Ignition Facility (NIF), à Livermore, en Californie, vous pouvez rencontrer des scientifiques qui fabriquent des conditions similaires à celles d'une étoile en utilisant 192 lasers à haute puissance. Les étoiles de l'univers sont formées selon un processus appelé nucléosynthèse, qui fusionne des atomes plus légers pour créer de nouveaux noyaux atomiques plus lourds. Des éléments naturels présents sur Terre, tels que l'hélium et l'aluminium, se sont  ainsi formés à l'intérieur d'une étoile ressemblant beaucoup à notre soleil.

L'énergie des faisceaux laser NIF est amplifiée dans un bâtiment équivalent à la longueur de trois terrains de football, puis concentrée sur de minuscules capsules remplies de gaz ou de glace avec des parois d'épaisseur 18 micromètres (environ l'épaisseur d'un cheveu humain) et de 3 mm de diamètre extérieur. La capsule est placée avec précision au centre d'une chambre cible d'un diamètre de 10 mètres. C'est  un peu comme essayer de placer précisément une fourmi au centre exact d'un autobus scolaire. Lorsque les capsules sont  bombardées  avec tous les 192 faisceaux laser, elles implosent, créant des conditions de type étoile très chaudes et très denses.

Des expériences en cours au NIF étudient l’un des processus de nucléosynthèse primaires dans le soleil, la réaction 3He-3He entre deux ions d’hélium, dans des conditions similaires à celles des étoiles. Cette réaction, illustrée à la figure 1, est responsable de près de la moitié de la production d’énergie de notre soleil aprésq u il ait  brulé de l’hydrogène en hélium.

"Ce qui est vraiment cool avec ces expériences, c'est que contrairement aux études précédentes sur Terre, nous sondons cette réaction à des conditions de température et de densité comparables à celles retrouvées dans les étoiles", a déclaré la scientifique principale du projet, Maria Gatu Johnson, du MIT.

Lors de la réunion de la division de physique des plasmas de la Société américaine de physique à Fort. Le Dr Gatu Johnson, à Lauderdale, en Floride, expliquera cette semaine comment les protons de la réaction solaire 3He-3He ont été observés dans ces expériences dans diverses conditions.

"De manière surprenante", explique le Dr Gatu Johnson, "les résultats préliminaires montrent que, à des températures plus basses, on voit relativement plus de protons avec une énergie plus élevée qu'avec une énergie plus basse".

Ces résultats aideront les scientifiques à ajouter d'importantes contraintes aux calculs théoriques de cette réaction complexe et à estimer la probabilité que la réaction 3He-3He se produise, ainsi que d'autres processus importants  dans le  soleil. Il y aura une autre série d'expériences, actuellement prévues pour février 2020, au cours desquelles le Dr Gatu Johnson prévoit de mieux caractériser les températures atteintes dans des conditions semblables à celles d'une étoile.

Ces expériences font partie d'un nouvel effort visant à étudier les réactions de nucléosynthèse et les phénomènes pertinents dans des conditions de type stellaire utilisant des lasers.

"Les plasmas à haute densité d'énergie sont le seul laboratoire sur terre   pouvant recréer les conditions extrêmes dans lesquelles les éléments ont été produits dans l'univers", déclare le Dr Alex Zylstra, co-chercheur principal du Laboratoire national Lawrence Livermore. Le travail continuera à utiliser cette plate-forme pour explorer d'autres réactions de nucléosynthèse et d'autres phénomènes pertinents dans le futur. Il s'agit d'une nouvelle façon créative d'étudier la fabrication de l'étoile

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More information: Abstract:

Katherine E. Weimer Award Talk: Studying 3D asymmetries and resulting flows in ICF implosions, and using ICF implosions to study nuclear reactions relevant to stellar nucleosynthesis

2:00 PM - 5:00 PM, Wednesday, October 23, 2019

Room: Floridian Ballroom AB

Provided by American Physical Society

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 Mes commentaires

 Ce n’est pas la  première fois  que je vous parle de National Ignition Facility (NIF), de Livermore  lab puisque il s’agit d’une méthode marginalement rivale de celle construite actuellement à CADARACHE sur ITER

  Ces résultats sont par ailleurs très intéressants  et contribueront  à mettre de l’ordre dans les réactions et les combustibles   à privilégier  dans les futurs réacteurs nucléaires par fusion de la fin du 21 ème sièclle …Du moins c’est ce que l’humanité espère pour  pouvoir remplacer  l’énergie fossile    a l’avenir …..

Cependant il est clair, j’espère pour tous qu’il ne s’agit  pas d’un process industriel utilisable en continu

On a fait plusieurs sortes de critiques  à cette installation : primo il n’est pas sur qu elle  puisse « peaufiner »  les conditions de l  fonctionnement  de  étage chaud des bombes à hydrogène,( reproches des antinucléaires et de certains experts militaires …)

 SEGUNDO  /  Pourquoi les américains  ne s’en servent-ils pas pour éclaircir toute la gamme des spallations  encore mal connues ou indéterminées  ….Et en particulier celles  qui i détruiraient les éléments radioactifs  a haute activité et vie longue   , éléments qui compliquent la vie des  producteurs de déchets  radioactifs ….. etc.