jeudi 30 janvier 2025

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

M87* observations catch the black hole's turbulent accretion flow

traduit et commente par R O HARTMANSHENN

Des observations de M87* capturent le flux d'accrétion turbulent du trou noir

par Norbert Junkes, Max Planck Society

Images observées et théoriques de M87*. À gauche : images EHT des campagnes d'observation de 2018 et 2017. Au milieu : images d'une simulation magnétohydrodynamique relativiste générale. À droite : la même simulation, floutée à la résolution observationnelle de l'EHT. Crédit : Astronomy & Astrophysics (2025). DOI : 10.1051/0004-6361/202451296

En utilisant les observations de 2017 et 2018, la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) a fait progresser notre compréhension du trou noir supermassif au centre de Messier 87 (M87*). Cette étude marque une étape importante vers une analyse pluriannuelle à l'échelle de l'horizon, afin d'étudier le flux d'accrétion turbulent du trou noir. L'étude utilise un ensemble de simulations considérablement amélioré, trois fois plus important que les précédentes. Les résultats incluent des contributions majeures du MPIfR de Bonn, en Allemagne.

« Cette étude souligne l'importance d'intégrer des ensembles de simulation plus vastes et plus diversifiés dans l'étude du trou noir supermassif », explique Christian M. Fromm, membre du groupe de théorie EHT et affilié à l'Université de Würzburg et au MPIfR.

« En intégrant des données multi-époques à des modèles avancés, nous pouvons mieux comprendre les processus dynamiques à l'origine des variations de luminosité observées près de M87*. Cette approche ouvre la voie à de futures études axées sur l'interaction complexe entre la dynamique du plasma et la rotation du trou noir. »

Les résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Hung-Yi Pu, professeur adjoint à l'Université normale nationale de Taiwan, ajoute : « L'environnement d'accrétion du trou noir est turbulent et dynamique. Comme nous pouvons traiter les observations de 2017 et 2018 comme des mesures indépendantes, nous pouvons contraindre l'environnement du trou noir avec une nouvelle perspective. Ce travail met en évidence le potentiel transformateur de l'observation de l'évolution du trou noir dans le temps. »

Les observations de 2018 ont confirmé l'anneau lumineux observé en 2017, avec un diamètre d'environ 43 microsecondes d'arc, correspondant aux prédictions théoriques pour l'ombre d'un trou noir de 6,5 milliards de masses solaires. La partie la plus brillante de l'anneau est décalée de 30 degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, en raison de la turbulence dans le disque d'accrétion. Ce comportement est cohérent avec les prédictions de l'analyse de 2017, qui s'attendait à un tel décalage.

En utilisant un ensemble de données synthétiques trois fois plus important que celui de 2017, l'équipe EHT a analysé les modèles d'accrétion des deux années. Lorsque du gaz s'enroule dans un trou noir, il peut s'aligner avec ou s'opposer à la rotation du trou noir. Les changements observés s'expliquent mieux par le gaz qui s'écoule contre la rotation du trou noir.

"Les observations de 2018, associées aux données de 2017, révèlent une image nuancée du flux d'accrétion de M87*", déclare Eduardo Ros, scientifique au MPIfR. "L'étude souligne la nature évolutive des structures plasmatiques près de l'horizon des événements, offrant des indices sur les mécanismes de variabilité qui régissent les environnements des trous noirs. Ce processus itératif de modélisation et d'observation est essentiel pour percer les mystères de la dynamique de l'environnement des trous noirs".

Cette nouvelle compréhension est particulièrement significative à la lumière des observations complémentaires de l'ombre du trou noir par le Global Millimeter VLBI Array (GMVA) en 2018, qui ont été présentées en avril 2023. « Ces observations à une longueur d'onde de 3 mm, combinées aux résultats de l'EHT à une longueur d'onde de 1,3 mm, fournissent une image plus complète de l'environnement du trou noir et de sa dynamique », ajoute Thomas P. Krichbaum, également scientifique au MPIfR et membre de l'équipe de chercheurs.

L'analyse en cours des données EHT des années ultérieures (2021 et 2022) vise à fournir des contraintes statistiques plus fortes et des informations plus approfondies sur l'écoulement turbulent autour de M87*.

J. Anton Zensus, directeur du MPIfR et président fondateur de la collaboration EHT, note : « Ces résultats sont basés sur le travail continu de l'EHT et sont confirmés par les recherches menées avec le GMVA. Ils montrent à quel point les partenariats mondiaux, les technologies de pointe et la recherche continue sont importants pour le progrès scientifique. »

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COMMENTAIRES

L 'article nous avertit que

c est le traitement de l ensemblr des

observations de M87* qui en captirant 'accrétion turbulent du trou noir permet cette forme de représentation photographique de ce trou noir géant ....

x d'accrétion turbulent du trou noir. Elle utilise un ensemble de simulations

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More information: The persistent shadow of the supermassive black hole of M87, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202451296

Journal information: Astronomy & Astrophysics

Provided by Max Planck Society

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Black holes are spinning faster than expected, r

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

'Troublesome' radio galaxy 32 times the size of Milky Way spotted

by Royal Astronomical Society

traduit et commenté RICHARD O HARTMANSHENN

Une radiogalaxie « gênante » de 32 fois la taille de la Voie lactée repérée

par la Royal Astronomical Society

La nouvelle radiogalaxie géante « Inkathazo ». Les jets de plasma brillants, observés par le télescope MeerKAT, sont représentés en rouge et jaune. La lumière des étoiles provenant d'autres galaxies environnantes est visible en arrière-plan. Crédit : K.K.L Charlton (UCT), MeerKAT, HSC, CARTA, IDIA (CC BY 4.0)

Des astronomes ont découvert une nouvelle radiogalaxie géante extraordinaire avec des jets de plasma 32 fois plus grands que notre Voie lactée.

Mesurant 3,3 millions d'années-lumière d'un bout à l'autre, la mégastructure cosmique a été repérée par le télescope MeerKAT d'Afrique du Sud et surnommée Inkathazo, ce qui signifie « problème » dans les langues africaines xhosa et zoulou, en raison de la difficulté à comprendre la physique qui se cache derrière.

Les chercheurs espèrent que leur « découverte passionnante et inattendue », publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, permettra de mieux comprendre l'origine et l'évolution mystérieuses de certaines des plus grandes structures de l'univers.

Les radiogalaxies géantes (GRG) sont des mastodontes cosmiques qui crachent des jets de plasma chaud à des millions d'années-lumière dans l'espace intergalactique. Ces jets de plasma, qui brillent à des fréquences radio, sont alimentés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies.

Jusqu'à récemment, on pensait que les GRG étaient assez rares. Cependant, une nouvelle génération de radiotélescopes, comme le MeerKAT d'Afrique du Sud, a depuis renversé cette idée.

« Le nombre de découvertes de GRG a explosé au cours des cinq dernières années grâce à de nouveaux télescopes puissants comme le MeerKAT », a déclaré Kathleen Charlton, étudiante en master à l'université du Cap et première auteure de la nouvelle étude.

« La recherche sur les GRG se développe si rapidement qu'il devient difficile de suivre le rythme. C'est incroyablement passionnant. »

Elle a ajouté : « Nous avons surnommé cette galaxie géante « Inkathazo », ce qui signifie « problème » en isiZulu et isiXhosa, car il a été un peu difficile de comprendre la physique derrière ce qui se passe ici.

« Elle n'a pas les mêmes caractéristiques que de nombreuses autres radiogalaxies géantes. Par exemple, les jets de plasma ont une forme inhabituelle : au lieu de s'étendre en ligne droite d'un bout à l'autre, l'un des jets est courbé. »

Inkathazo vit également au cœur même d'un amas de galaxies, plutôt que dans un isolement relatif, ce qui devrait rendre difficile la croissance des jets de plasma jusqu'à des tailles aussi énormes.

« C'est une découverte passionnante et inattendue », a déclaré le Dr Kshitij Thorat, co-auteur de l'étude de l'Université de Pretoria.

« La découverte d'un GRG dans un environnement d'amas soulève des questions sur le rôle des interactions environnementales dans la formation et l'évolution de ces galaxies géantes. »

Pour tenter de mieux comprendre cette énigme cosmique, les chercheurs ont profité des capacités exceptionnelles de MeerKAT pour créer certaines des cartes spectrales d'âge les plus hautes résolutions jamais réalisées pour les GRG. Ces cartes suivent l'âge du plasma dans différentes parties du GRG, fournissant des indices sur les processus physiques à l'œuvre.

Les résultats ont révélé des complexités intrigantes dans les jets d'Inkathazo, certains électrons recevant des poussées d'énergie inattendues. Les chercheurs pensent que cela peut se produire lorsque les jets entrent en collision avec du gaz chaud dans les vides entre les galaxies d'un amas.

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"Cette découverte nous a donné une occasion unique d'étudier la physique des GRG avec des détails extraordinaires", a déclaré Thorat. « Ces découvertes remettent en cause les modèles existants et suggèrent que nous ne comprenons pas encore grand-chose à la physique complexe du plasma en jeu dans ces galaxies extrêmes. »

La plupart des GRG connus ont été découverts aux latitudes septentrionales avec des télescopes européens, tandis que le ciel austral reste relativement inexploré pour de tels objets géants. Pourtant, Inkathazo n'est pas le seul. Il s'agit du troisième GRG à être repéré dans une petite partie du ciel, de la taille de cinq pleines lunes environ, que les astronomes appellent « COSMOS ».

Lorsqu'une équipe internationale d'astronomes nommée « MIGHTEE » a observé COSMOS avec le télescope MeerKAT, ils ont immédiatement repéré les deux autres GRG et publié leurs découvertes en 2021.

Inkathazo a été observé plus récemment lors d'observations de suivi avec MeerKAT, qui est exploité par l'observatoire de radioastronomie sud-africain.

« Le fait que nous ayons dévoilé trois GRG en pointant MeerKAT vers une seule zone du ciel montre qu'il existe probablement un énorme trésor de GRG non découverts dans le ciel austral », a déclaré le Dr Jacinta Delhaize, chercheuse à l'Université du Cap, qui a dirigé la publication de 2021.

« MeerKAT est incroyablement puissant et situé dans un endroit parfait, il est donc parfaitement placé pour les découvrir et en apprendre davantage à leur sujet. »

En tant que précurseur du Square Kilometer Array (SKA) qui doit commencer ses opérations à la fin de cette décennie, MeerKAT offre une sensibilité et une résolution sans précédent, permettant des découvertes comme Inkathazo.

« Nous entrons dans une ère passionnante de la radioastronomie », a déclaré le Dr Delhaize. « Alors que MeerKAT nous a emmenés plus loin que jamais, le SKA nous permettra de repousser ces limites encore plus loin et, espérons-le, de résoudre certains des mystères entourant des objets énigmatiques comme les radiogalaxies géantes. »

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COMMENTAIRES

Cet article confirme certaines publications récentes sur des jets de plasma surpuissants migrant dans l espace codmique ...

Ls astronomes de l article

ont découvert une nouvelle radiogalaxie géante extraordinaire avec des jets de plasma 32 fois plus grands que notre Voie lactée.

Ces phénomènes peuvent etre pris en compte dand la formation de nouvelles étoiles et des mébuleuses planétaires ....

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More information: K K L Charlton et al, A spatially resolved spectral analysis of giant radio galaxies with MeerKAT, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI: 10.1093/mnras/stae2543

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Provided by Royal Astronomical Society

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New giant radio galaxy discovered with MeerKAT

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mercredi 29 janvier 2025

sciences energies enviroinnement

Scientists succeed in trapping molecules to perform quantum operations for the first time

by Yahya Chaudhry, Harvard University

traduit et commente par RICHARD O HARTMANSHENN

Des scientifiques parviennent à piéger des molécules pour effectuer des opérations quantiques pour la première fois

Les molécules n'ont pas été utilisées dans l'informatique quantique, même si elles ont le potentiel de rendre la technologie expérimentale à très grande vitesse encore plus rapide. Leurs richesses structures internes étaient considérées comme trop compliquées, trop délicates, trop imprévisibles pour être gérées, c'est pourquoi des particules plus petites ont été utilisées.

es physiciens et les ingénieurs travaillent depuis plusieurs décennies au développement de l'informatique quantique. Cette technologie, qui exploite des aspects de la mécanique quantique pour le calcul, promet des vitesses exponentiellement plus rapides que celles des ordinateurs classiques, ce qui pourrait permettre des avancées révolutionnaires dans des domaines tels que la médecine, la science et la finance.

Les expériences avec des ions piégés, des atomes neutres et des circuits supraconducteurs dominent le monde de l'informatique quantique. Dans ces systèmes, de minuscules particules individuelles peuvent être piégées de manière fiable pour servir de qubits et former des portes logiques quantiques. L'article de l'équipe de Harvard détaille le processus beaucoup plus complexe impliqué dans l'utilisation de molécules pour former une porte iSWAP, un circuit quantique clé qui crée l'intrication, la propriété même qui rend l'informatique quantique si puissante.

Les chercheurs ont commencé par piéger des molécules de sodium-césium (NaCs) avec des pinces optiques dans un environnement stable et extrêmement froid. Les interactions électriques dipôle-dipôle (ou positives-négatives) entre les molécules ont ensuite été utilisées pour effectuer une opération quantique. En contrôlant soigneusement la rotation des molécules l'une par rapport à l'autre, l'équipe a réussi à enchevêtrer deux molécules, créant ainsi un état quantique connu sous le nom d'état de Bell à deux qubits avec une précision de 94 %.

Les portes logiques permettent le traitement des informations dans les ordinateurs quantiques tout comme dans les ordinateurs traditionnels. Mais alors que les portes classiques manipulent des bits binaires (0 et 1), les portes quantiques fonctionnent sur des qubits, qui peuvent réaliser ce que l'on appelle des superpositions, c'est-à-dire exister dans plusieurs états simultanément. Cela signifie que les ordinateurs quantiques peuvent faire des choses qui seraient impossibles pour les machines traditionnelles, comme créer des états intriqués en premier lieu, ou même effectuer des opérations dans plusieurs états de calcul à la fois.

Molécules de NaCs dans des pinces optiques pour les interactions dipolaires et les portes logiques quantiques. Crédit : Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-08177-3

Les portes quantiques sont également réversibles et capables de manipuler les qubits avec précision tout en préservant leur nature quantique. La porte iSWAP utilisée dans cette expérience a échangé les états de deux qubits et appliqué ce que l'on appelle un décalage de phase, une étape essentielle dans la génération de l'intrication où les états de deux qubits deviennent corrélés quelle que soit la distance qui les sépare.

e-mail

"Notre travail marque une étape importante dans la technologie des molécules piégées et constitue le dernier élément de base nécessaire à la construction d'un ordinateur quantique moléculaire", a déclaré Annie Park, co-auteure et chercheuse postdoctorale. "Les propriétés uniques des molécules, telles que leur riche structure interne, offrent de nombreuses opportunités pour faire progresser ces technologies."

Depuis les années 1990, les scientifiques rêvent d'exploiter les systèmes moléculaires, avec leurs spins nucléaires et leurs techniques de résonance magnétique nucléaire, pour l'informatique quantique. Une série d'expériences préliminaires a montré des résultats encourageants, mais les molécules se sont révélées généralement instables pour une utilisation dans des opérations quantiques en raison de leurs mouvements imprévisibles. Cela peut interférer avec la cohérence, l'état quantique délicat nécessaire à des opérations fiables.

Mais piéger les molécules dans des environnements ultra-froids, où les structures internes complexes de la molécule peuvent être contrôlées, permet de surmonter cet obstacle. Après avoir maintenu ces molécules avec des pinces optiques (avec des lasers focalisés avec précision pour contrôler de minuscules objets), les chercheurs ont pu minimiser le mouvement des molécules et manipuler leurs états quantiques.

Cette percée a été rendue possible par plusieurs membres du laboratoire de Ni, dont Lewis R.B. Picard, Annie J. Park, Gabriel E. Patenotte et Samuel Gebretsadkan, ainsi que par des physiciens du Centre de théorie de la matière quantique de l'Université du Colorado.

Pour évaluer l'ensemble de l'opération, l'équipe de recherche a mesuré l'état de Bell à deux qubits résultant et étudié les erreurs causées par tout mouvement qui se produisait. Cela leur a donné des idées pour améliorer la stabilité et la précision de leur configuration dans les expériences futures. Le passage d'un état d'interaction à un état de non-interaction a également permis aux chercheurs de numériser leur expérience, offrant ainsi des informations supplémentaires.

« Il y a beaucoup de place pour les innovations et les nouvelles idées sur la façon d'exploiter les avantages de la plateforme moléculaire », a déclaré Ni. « Je suis impatient de voir ce qui en sortira.

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Des scientifiques parviennent à piéger des molécules pour effectuer des opérations quantiques pour la première fois

Les molécules n'ont pas été utilisées dans l'informatique quantique, même si elles ont le potentiel de rendre la technologie expérimentale à très grande vitesse encore plus rapide. Leurs riches structures internes étaient considérées comme trop compliquées, trop délicates, trop imprévisibles pour être gérées, c'est pourquoi des particules plus petites ont été utilisées.

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Commentaires

Les molécules n'ont pas été utilisées dans l'informatique quantique, même si elles ont le potentiel de rendre la technologie expérimentale à très grande vitesse encore plus rapide. Leurs structures interneraient riches étaient considérées comme trop compliquées, trop délicates, trop imprévisibles pour être gérées, c'est pourquoi des particules plus petites ont été utilisées.

Le potentiel d' utilisation de l intrication quantique réside dans le fait qu"a un instant précis t les deux particules à intriquer partagent le mem " lit temporel'' ( soient exactement synchrones ) ... C 'est alors ce petit badge ou

schmilblick commun

qu' elles continueront a partager and elles se seront séparées et continueront chacune leur chamsin .... Deux molécules ,deux amomes ,deux noyaux ou meme deux electrons de spin diffèrent

présentent trop de ''complexité interne''

pou offrir la conservation de ce '' synchronisme temporel exact ''...

Surtout pour accoupplrt par exemplr deux processus quantiques en vue

de calcul récis et plus rapide s

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More information: L

ewis R. B. Picard et al, Entanglement and iSWAP gate between molecular qubits, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08177-3

Journal information: Nature

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mardi 28 janvier 2025

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

New water purification technology helps turn seawater into drinking water without tons of chemicals

by University of Michigan

TRADUCTION ET COMMENTAIRES DE DE RICHARD O. HARTMANSHENN

Une nouvelle technologie de purification de l'eau permet de transformer l'eau de mer en eau potable sans tonnes de produits chimiques

par l'Université du Michigan

Jovan Kamcev, professeur adjoint de génie chimique et de science et d'ingénierie macromoléculaires à l'U-M, place une membrane filtrante entre deux électrodes, qui mesurent la capacité de la membrane à conduire l'électricité. Cela aide son équipe à prédire dans quelle mesure elle peut purifier l'eau. Crédit : Marcin Szczepanski, Michigan Engineering.

Les usines de dessalement de l'eau pourraient remplacer les produits chimiques coûteux par de nouvelles électrodes en tissu de carbone qui éliminent le bore de l'eau de mer, une étape importante pour transformer l'eau de mer en eau potable.

Une étude décrivant la nouvelle technologie a été publiée dans Nature Water par des ingénieurs de l'Université du Michigan et de l'Université Rice.

Le bore est un composant naturel de l'eau de mer qui devient un contaminant toxique dans l'eau potable lorsqu'il se faufile à travers les filtres conventionnels pour éliminer les sels. Les niveaux de bore de l'eau de mer sont environ deux fois plus élevés que les limites les plus indulgentes de l'Organisation mondiale de la santé pour l'eau potable, et cinq à douze fois plus élevés que la tolérance de nombreuses plantes agricoles.

« La plupart des membranes d’osmose inverse n’éliminent pas beaucoup de bore, donc les usines de dessalement doivent généralement effectuer un post-traitement pour se débarrasser du bore, ce qui peut être coûteux », a déclaré Jovan Kamcev, professeur adjoint de génie chimique et de sciences et d’ingénierie macromoléculaires à l’U-M et co-auteur correspondant de l’étude. « Nous avons développé une nouvelle technologie qui est assez évolutive et qui peut éliminer le bore de manière économe en énergie par rapport à certaines des technologies conventionnelles. »

Dans l’eau de mer, le bore existe sous forme d’acide borique électriquement neutre, il passe donc à travers des membranes d’osmose inverse qui éliminent généralement le sel en repoussant les atomes et les molécules chargés électriquement appelés ions. Pour contourner ce problème, les usines de dessalement ajoutent normalement une base à leur eau traitée, ce qui provoque la charge négative de l’acide borique. Une autre étape de l’osmose inverse élimine le bore nouvellement chargé, et la base est neutralisée ensuite par l’ajout d’acide. Ces étapes de traitement supplémentaires peuvent être coûteuses.

Ce diagramme montre comment le bore est éliminé par les électrodes des chercheurs. Tout d'abord, la majorité des ions de sel sont éliminés par osmose inverse. Ensuite, l'eau s'écoule dans une cellule contenant une membrane avec des couches positives (rose) et négatives (orange). Des électrodes chargées de manière similaire font face aux couches de la membrane et, lorsqu'un courant est appliqué, les molécules d'eau à l'interface des membranes se divisent en ions hydrogène et hydroxyde. Les ions hydroxyde adhèrent au bore, ce qui le fait adhérer à l'électrode positive. Crédit : Jovan Kamcev, Kamcev Research Lab, University of Michigan, et Weiyi Pan, Elimelech Research Lab, Rice University.

"Notre dispositif réduit les besoins chimiques et énergétiques du dessalement de l'eau de mer, améliorant considérablement la durabilité environnementale et réduisant les coûts jusqu'à 15 %, soit environ 20 cents par mètre cube d'eau traitée", a déclaré Weiyi Pan, chercheur postdoctoral à l'université Rice et co-premier auteur de l'étude.

Étant donné que la capacité mondiale de dessalement s'élevait à 95 millions de mètres cubes par jour en 2019, les nouvelles membranes pourraient permettre d'économiser environ 6,9 milliards de dollars par an. Les grandes usines de dessalement, comme l'usine de dessalement Claude « Bud » Lewis Carlsbad de San Diego, pourraient économiser des millions de dollars en un an.

Ce type d'économies pourrait contribuer à faire de l'eau de mer une source d'eau potable plus accessible et à atténuer la crise croissante de l'eau. Selon un rapport de 2023 de la Commission mondiale sur l'économie de l'eau, les réserves d'eau douce devraient répondre à 40 % de la demande d'ici 2030.

Les nouvelles électrodes éliminent le bore en le piégeant dans des pores parsemés de structures contenant de l'oxygène. Ces structures se lient spécifiquement au bore tout en laissant passer d'autres ions de l'eau de mer, maximisant ainsi la quantité de bore qu'elles peuvent capturer.

Mais les structures qui captent le bore ont encore besoin que le bore ait une charge négative. Au lieu d'ajouter une base, la charge est créée en divisant l'eau entre deux électrodes, créant des ions hydrogène positifs et des ions hydroxyde négatifs. L'hydroxyde se fixe au bore, lui donnant une charge négative qui le fait adhérer aux sites de capture à l'intérieur des pores de l'électrode positive.

La capture du bore avec les électrodes permet également aux usines de traitement d'éviter de dépenser plus d'énergie sur une autre étape de l'osmose inverse. Ensuite, les ions hydrogène et hydroxyde se recombinent pour produire une eau neutre, sans bore.

"Notre étude présente une plateforme polyvalente qui exploite les changements de pH qui pourraient transformer d'autres contaminants, tels que l'arsenic, en formes facilement éliminables", a déclaré Menachem Elimelech, professeur Nancy et Clint Carlson de génie civil et environnemental et de génie chimique et biomoléculaire à l'université Rice, et co-auteur correspondant de l'étude.

« De plus, les groupes fonctionnels de l'électrode peuvent être ajustés pour se lier spécifiquement à différents contaminants, facilitant ainsi une eau économe en énergie.

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COMMENTAIRES

C est le développement industriel futur qui dira ce que vaut cette technologie d origine universitaire ....

Mais pour mes jeunes apprentis je réponds d'abord a quelques questions :

Pour un dessalement efficace de ces eaux de mer , il est essentiel en tout premier lieu

de prétraiter l'eau de mer par ultrafiltration (UF). Cette méthode de prétraitement sépare les solides microscopiques des composés solubles à l'aide d'un milieu à membranes ultrafines et sous pression.

1/Quel est le processus de dessalement de l'eau ?

Les systèmes de dessalement thermique chauffent l'eau de manière à ce qu'elle s'évapore en vapeur, laissant derrière elle des impuretés qui se condensent ensuite en un liquide destiné à la consommation humaine. Pourtant, ces changements de phase (du liquide à la vapeur, puis de nouveau au liquide) signifient que le dessalement thermique consomme plus d'énergie que les technologies à membrane modernes.

2/Quelle technologie permet de transformer l'eau de mer en eau potable ?

L'osmose inverse

Il s'agit du procédé le plus utilisé et le moins énergivore, car il repose sur l'utilisation de membranes semi-perméables qui laissent passer l'eau, mais pas le sel. Ces membranes sont fabriquées en polyamide ultra-fin, qui peut être contaminé par des bactéries et il faut donc traiter l'eau.

3/ L 'article traduit estime que les usines de dessalement de l’eau pourraient remplacer les produits chimiques coûteux par de nouvelles électrodes en tissu de carbone qui éliminent le bore de l’eau de mer, une étape importante pour transformer l’eau de mer en eau potable.

XXXXXXXXXMore information: Weiyi Pan et al, A highly selective and energy efficient approach to boron removal overcomes the Achilles heel of seawater desalination, Nature Water (2025). DOI: 10.1038/s44221-024-00362-y

Journal information: Nature Water

Provided by University of Michigan

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A new way to remove troublesome ions from water

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lundi 27 janvier 2025

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

TRADUCTION PAR RICHARD O. HARTMANSHENN

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Dans une approche pionnière pour obtenir de l'énergie de fusion, le dispositif SMART a réussi à générer son premier plasma tokamak. Cette étape permet

Des chercheurs annoncent la toute première synthèse totale d'un composé prometteur dérivé de champignons

Les composés naturels issus de plantes et d'animaux sont utilisés depuis longtemps dans le développement de médicaments, mais les champignons restent sous-explorés malgré leur riche potentiel chimique. Aujourd'hui, des chercheurs japonais ont réussi à développer la première méthode de synthèse de l'inaoside A, un composé dérivé du champignon comestible Laetiporus cremeiporus. Cette réussite permettra de mieux comprendre ses propriétés bioactives et ouvrira la voie à des composés similaires dérivés de champignons dans les produits pharmaceutiques et les aliments fonctionnels.

Les mitochondries pourraient être une cible thérapeutique prometteuse pour les maladies inflammatoires

Des scientifiques du laboratoire du Dr Navdeep Chandel, du Dr David W. Cugell, professeur de médecine à la division des soins pulmonaires et intensifs, ont découvert comment les mitochondries influencent la réponse immunitaire du corps en modulant des voies de signalisation cellulaire spécifiques, selon une étude publiée dans Science Advances.

Le « soleil artificiel » chinois établit un record pour la production d'énergie par fusion

Le tokamak supraconducteur avancé expérimental (EAST), communément appelé le « soleil artificiel » chinois, a franchi une étape scientifique remarquable en maintenant un fonctionnement stable du plasma à haut confinement pendant 1 066 secondes. Cet exploit, atteint lundi, établit un nouveau record mondial et marque une avancée significative dans la poursuite de la production d'énergie par fusion.

Les données cosmologiques suggèrent que l'univers est devenu « plus désordonné et plus compliqué »

Tout au long de l'histoire cosmique, des forces puissantes ont agi sur la matière, remodelant l'univers en un réseau de structures de plus en plus complexe. Aujourd'hui, de nouvelles recherches menées par Joshua Kim et Mathew Madhavacheril de l'Université de Pennsylvanie et leurs collaborateurs du Lawrence Berkeley National Laboratory suggèrent que notre univers est devenu « plus désordonné et plus compliqué » au cours des quelque 13,8 milliards d'années qu'il existe, ou plutôt, que la distribution de la matière au fil des ans est moins « agglomérante » qu'on pourrait s'y attendre.

L'apprentissage automatique et l'impression 3D produisent des matériaux résistants comme l'acier et légers comme la mousse

Des chercheurs de la Faculté des sciences appliquées et de l'ingénierie de l'Université de Toronto ont utilisé l'apprentissage automatique pour concevoir des matériaux nano-architecturés qui ont la résistance de l'acier au carbone mais la légèreté de la mousse de polystyrène.

Après des millénaires comme puits de CO₂, plus d'un tiers de la région arctique-boréale est désormais une source

Après des millénaires comme congélateur de carbone pour la planète, les points chauds régionaux et les incendies de forêt de plus en plus fréquents dans les latitudes nordiques ont presque annulé cette capacité de stockage critique dans la région du pergélisol, selon une étude publiée dans Nature Climate Change.

Une hyène tachetée découverte en Égypte pour la première fois depuis 5 000 ans

Une hyène tachetée (Crocuta crocuta) a été découverte dans le sud-est de l'Égypte, le premier exemplaire enregistré de cette créature dans cette région depuis des milliers d'années.

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	Romanian fossils show hominins in Europe 500,000 years earlier than thought Research led by the Department of Sociology & Anthropology at Ohio University has found evidence of hominin activity at a Romanian fossil site dating to at least 1.95 million years ago. This discovery pushes back the known date of European hominins by half a million years and establishes Grăunceanu as the oldest confirmed European evidence of hominin activity.
	New water purification technology helps turn seawater into drinking water without tons of chemicals Water desalination plants could replace expensive chemicals with new carbon cloth electrodes that remove boron from seawater, an important step of turning seawater into safe drinking water.
	Deep beneath California's Sierra Nevada, Earth's lithosphere may be peeling away The processes that form continental crust from the denser basaltic rocks of the upper mantle may make the lower lithosphere denser than the underlying mantle. One theory holds that the lower lithosphere splits away and sinks into the mantle in a process called foundering. Conclusive evidence of foundering, however, has been hard to come by.
	Colorado releases 15 wolves from Canada in second round of historic reintroduction Colorado wildlife officials released 15 wolves from Canada into the central mountains over the last week as part of the second wave of the state's historic, voter-mandated reintroduction of the native predator.
	US to withdraw from Paris agreement, expand drilling President Donald Trump on Monday announced the United States would withdraw from the Paris climate accord for a second time, a defiant rejection of global efforts to combat planetary warming as catastrophic weather events intensify worldwide.
	Religious 'mercy release' of hybrid groupers can have significant ecological impact Ecologists from the School of Biological Sciences (SBS) and the Swire Institute of Marine Science (SWIMS) at The University of Hong Kong (HKU) have identified significant ecological risks associated with the release of hybrid groupers into Hong Kong's coastal waters, a practice often linked to religious 'mercy release' rituals.
	Scientists succeed in trapping molecules to perform quantum operations for the first time Molecules haven't been used in quantum computing, even though they have the potential to make the ultra-high-speed experimental technology even faster. Their rich internal structures were seen as too complicated, too delicate, too unpredictable to manage, so smaller particles have been used.
	Improved radon gas mapping finds nearly 25% of Americans living in highest risk areas Researchers from Harvard T.H. Chan School of Public Health have assembled a national database with millions of multi-day indoor radon measurements from 2001 to 2021. Findings reveal that nearly 25% of the U.S. population may be exposed to radon concentrations exceeding 148 Bq/m3, a level associated with cancer risks.
	'Troublesome' radio galaxy 32 times the size of Milky Way spotted Astronomers have discovered an extraordinary new giant radio galaxy with plasma jets 32 times the size of our Milky Way.
	Largest study of its kind proves 'bird brain' is a misnomer It's difficult to know what birds "think" when they fly, but scientists in Australia and Canada are getting some remarkable new insights by looking inside birds' heads.
	M87* observations catch the black hole's turbulent accretion flow Using observations from 2017 and 2018, the Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration has advanced our understanding of the supermassive black hole at the center of Messier 87 (M87*). This study marks a significant step toward multi-year analysis at horizon scales, in order to investigate the black hole's turbulent accretion flow. It utilizes a vastly improved set of simulations that is a factor of three larger than previous ones. The results include major contributions from the MPIfR in Bonn, Germany.
	Student project discovers superconductor with hallmark of unconventional superconductivity Researchers from Tokyo Metropolitan University have discovered a new superconducting material. They combined iron, nickel, and zirconium, to create a new transition metal zirconide with different ratios of iron to nickel. The findings are published in the Journal of Alloys and Compounds.
	SMART: One step closer to nuclear fusion with its first plasma In a pioneering approach to achieve fusion energy, the SMART device has successfully generated its first tokamak plasma. This step brings the international fusion community closer to achieving sustainable, clean, and virtually limitless energy through controlled fusion reactions.
	Researchers report the first-ever total synthesis of a promising mushroom-derived compound Natural compounds from plants and animals have long been used in drug development, but mushrooms remain underexplored despite their rich chemical potential. Now, researchers from Japan have successfully developed the first method to synthesize inaoside A, a compound derived from the edible mushroom Laetiporus cremeiporus. This achievement will help better understand more of its bioactive properties and pave the way for similar mushroom-derived compounds in pharmaceuticals and functional foods.
	Mitochondria may be a promising therapeutic target for inflammatory diseases Scientists in the laboratory of Navdeep Chandel, Ph.D., the David W. Cugell, MD, Professor of Medicine in the Division of Pulmonary and Critical Care, have discovered how mitochondria influence the body's immune response through modulating specific cell signaling pathways, according to a study published in Science Advances.
	Chinese 'artificial sun' sets a record towards fusion power generation The Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), commonly known as China's "artificial sun," has achieved a remarkable scientific milestone by maintaining steady-state high-confinement plasma operation for an impressive 1,066 seconds. This accomplishment, reached on Monday, sets a new world record and marks a significant breakthrough in the pursuit of fusion power generation.
	Cosmological data suggest the universe has become 'messier and more complicated' Across cosmic history, powerful forces have acted on matter, reshaping the universe into an increasingly complex web of structures. Now, new research led by Joshua Kim and Mathew Madhavacheril at the University of Pennsylvania and their collaborators at Lawrence Berkeley National Laboratory suggests our universe has become "messier and more complicated" over the roughly 13.8 billion years it's been around, or rather, the distribution of matter over the years is less "clumpy" than it should be expected.
	Machine learning and 3D printing yield steel-strong, foam-light materials Researchers at the University of Toronto's Faculty of Applied Science & Engineering have used machine learning to design nano-architected materials that have the strength of carbon steel but the lightness of Styrofoam.
	After millennia as CO₂ sink, more than one-third of Arctic-boreal region is now a source After millennia as a carbon deep-freezer for the planet, regional hotspots and increasingly frequent wildfires in the northern latitudes have nearly canceled out that critical storage capacity in the permafrost region, according to a study published in Nature Climate Change.
	Spotted hyena found in Egypt for the first time in 5,000 years A spotted hyena (Crocuta crocuta) has been found in South Eastern Egypt, the first recorded instance of the creature in this region for thousands of years.

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