SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

Des physiciens créent le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante

par Bianca Scolaro, Faculté des sciences de la LSU

Édité par Swati Mestri, révisé par Andrew Zinin

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Une nouvelle étude publiée dans *Nature* établit un modèle pour la conception de futurs matériaux quantiques fonctionnant dans des conditions ordinaires. Crédit : Groupe de photonique quantique de la LSU.

Les matériaux quantiques pourraient transformer des technologies allant des ordinateurs puissants et des communications ultra-sécurisées aux systèmes énergétiques de pointe. Cependant, un obstacle majeur a toujours persisté.

La quasi-totalité des matériaux quantiques connus ne manifestent leurs propriétés remarquables que lorsqu'ils sont refroidis à des températures proches du zéro absolu. À température ambiante, la chaleur génère des vibrations atomiques constantes qui perturbent le comportement quantique délicat que les scientifiques cherchent à exploiter. Pour maîtriser ces vibrations, il faut recourir à des systèmes de réfrigération cryogénique encombrants ; si ces matériaux constituent des outils puissants en laboratoire, il est donc difficile de les transposer en technologies pratiques.

Dans une étude publiée dans la revue *Nature*, des physiciens de la LSU ont mis au point le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante capable de distinguer et de transporter différents états quantiques de la lumière, surmontant ainsi l'un des plus grands défis de la recherche dans ce domaine. Dirigés par Omar S. Magaña-Loaiza, professeur agrégé de physique, ces travaux établissent un principe de conception général pour créer une classe entièrement nouvelle de matériaux quantiques, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour l'informatique quantique, les communications sécurisées, les technologies de détection et les systèmes énergétiques avancés.

Pour Chenglong You, ancien chercheur postdoctoral aujourd'hui professeur à l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine, l'un des moments les plus gratifiants a été de voir l'approche originale de l'équipe fonctionner exactement comme la théorie l'avait prédit.

« L'un des aspects les plus passionnants de ce projet a été de réaliser que nous pouvions fabriquer un matériau capable d'accomplir quelque chose que la nature ne produit pas spontanément. Le voir fonctionner exactement comme nous l'avions prévu a été incroyablement gratifiant », a déclaré Chenglong You.

À l'aide de ce dispositif optique basé sur un laser, l'équipe a testé son métacristal plasmonique quantique entièrement à température ambiante, surmontant ainsi l'un des principaux obstacles de la recherche sur les matériaux quantiques : la nécessité d'une réfrigération cryogénique encombrante pour préserver le comportement quantique. Crédit : Olivia Crowell.

Concevoir un matériau quantique de toutes pièces

Plutôt que de chercher un matériau naturel possédant les propriétés quantiques adéquates, l'équipe en a conçu et fabriqué un.

Pour le créer, les chercheurs ont déposé une fine couche d'or sur une puce en verre. À l'aide de faisceaux d'ions focalisés, ils ont gravé des centaines de fentes microscopiques dans l'or, chacune agissant comme un atome artificiel, ou « méta-atome ». Ensemble, ces méta-atomes forment un cristal sans équivalent naturel, dont l'épaisseur est inférieure à celle d'un cheveu humain.

Lorsque la lumière pénètre dans la puce, elle se propage à la surface de l'or et interagit avec ces méta-atomes. En contrôlant avec précision leur taille, leur forme et leur espacement, l'équipe a conçu un matériau capable de manipuler la lumière d'une manière inédite à température ambiante.

« En concevant la répartition des méta-atomes au sein du métacristal plasmonique, nous pouvons déterminer systématiquement quelles statistiques quantiques sont autorisées à traverser la structure. Notre cristal agit donc essentiellement comme un filtre statistique sur les états quantiques », explique Riley B. Dawkins, qui a récemment obtenu son doctorat et rejoint le National Institute of Standards and Technology (NIST) en tant que chercheur postdoctoral associé du NRC.

a lumière solaire, la lumière laser et la lumière fluorescente contiennent toutes des photons, mais ces derniers fluctuent et interagissent différemment. Ces subtiles différences déterminent le comportement de la lumière à l'échelle quantique ; or, leur identification a traditionnellement nécessité des instruments sophistiqués, des détecteurs cryogéniques et des millions de mesures.

Le métacristal mis au point par l'équipe accomplit cela automatiquement. Au lieu de réagir uniquement à la couleur ou à l'intensité d'une onde lumineuse, il distingue les subtiles différences quantiques de la lumière incidente et guide chaque état quantique le long d'un chemin distinct à travers le cristal.

Tout aussi important, ces chemins permettent à certains états quantiques de se propager dans le matériau en subissant moins d'altérations de leurs statistiques — ces caractéristiques uniques qui définissent chaque état quantique.

« Nous appelons cela un transport robuste », a déclaré Magaña-Loaiza. « Ces états quantiques véhiculent des informations. Notre cristal peut les distinguer et les déplacer d'un point à un autre de manière robuste, sans nécessiter de refroidissement cryogénique. C'est ce qui ouvre la voie à des technologies quantiques pratiques. »

Les physiciens qualifient ce comportement collectif de cohérence quantique ; sa préservation constitue l'un des défis majeurs de la science de l'information quantique. Dans l'article publié dans *Nature*, les chercheurs décrivent leur métacristal comme le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante et intrinsèquement sensible à la cohérence quantique des systèmes à N corps.

Une nouvelle classe de matériaux quantiques

Cette avancée différait si fondamentalement des matériaux existants que les chercheurs ont dû lui inventer un nouveau nom : le métacristal plasmonique à statistiques quantiques.

« Pour moi, ce n'était pas seulement un projet, mais un effort collectif fondé sur l'idée de créer quelque chose de totalement inédit dans le domaine des technologies quantiques », a déclaré Jannatul Ferdous, doctorante au sein de l'équipe de Magaña-Loaiza. « Ce qui rendait la démarche vraiment passionnante, c'est que nous ne nous contentions pas de créer une nouvelle classe de matériaux quantiques fonctionnant à température ambiante ; nous développions également la théorie permettant de comprendre et de contrôler leur comportement. Voir cette idée se concrétiser expérimentalement a été incroyablement gratifiant. »

Les chercheurs ont également découvert que le métacristal forme naturellement ce qu'ils appellent des bandes statistiques quantiques, par analogie avec les structures de bandes électroniques qui déterminent la manière dont les semi-conducteurs conduisent l'électricité.

En concevant avec précision l'agencement des méta-atomes, ils peuvent déterminer quels états quantiques sont autorisés à traverser le matériau sans modification et lesquels sont statistiquement altérés par le processus. Plutôt que de dépendre de matériaux naturels dotés de propriétés spécifiques, les scientifiques peuvent désormais concevoir intentionnellement des matériaux capables d'orienter les états quantiques de manière prévisible. En d'autres termes, l'étude fournit un modèle pour la création de futurs matériaux quantiques, et pas seulement de celui-ci.

Des ordinateurs quantiques à une énergie plus propre

Comme ce matériau fonctionne à température ambiante, ses applications potentielles vont bien au-delà de la physique fondamentale.

Les futurs ordinateurs quantiques pourraient utiliser des matériaux similaires pour transporter des informations quantiques fragiles sans dépendre de systèmes de réfrigération cryogénique encombrants. Ces mêmes principes pourraient également permettre de créer des réseaux de communication quantique plus pratiques, des capteurs ultrasensibles et d'autres technologies quantiques émergentes.

La capacité de faire circuler la lumière à travers un matériau avec moins de pertes pourrait également profiter aux énergies renouvelables.

Dans les cellules solaires actuelles, une partie de la lumière incidente reste piégée dans le matériau et finit par être convertie en chaleur plutôt qu'en électricité, ce qui réduit la quantité d'énergie récupérable. En guidant la lumière le long de trajectoires plus robustes, le métacristal pourrait permettre de conserver une plus grande partie de cette énergie en circulation dans le matériau, évitant ainsi qu'elle ne soit perdue.

C'est précisément ce que Magaña-Loaiza prévoit de tester ensuite.

La prochaine étape pour l'équipe consiste à intégrer le métacristal dans des cellules solaires et à déterminer s'il peut augmenter la quantité de lumière solaire convertie en électricité utilisable. En cas de succès, ces travaux démontreraient comment une découverte ancrée dans la physique quantique fondamentale pourrait améliorer directement les technologies d'énergie solaire de nouvelle génération.

Détails de la publication

Omar Magaña-Loaiza, Quantum statistical plasmonic metacrystals, Nature (2026). DOI : 10.1038/s41586-026-10782-3 , www.nature.com/articles/s41586-026-10782-3

Informations sur la revue : Natu

Publication details

Omar Magaña-Loaiza, Quantum statistical plasmonic metacrystals, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10782-3 , www.nature.com/articles/s41586-026-10782-3

Journal information: Nature 

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RESUME

Des physiciens créent le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante

Un « métacristal statistique quantique » plasmonique, composé de méta-atomes d'or sur une puce, fonctionne à température ambiante en transmettant et en acheminant sélectivement des états quantiques distincts de la lumière. Il agit comme un filtre statistique quantique, préservant la cohérence quantique et permettant un transport robuste sans refroidissement cryogénique. Ces travaux fournissent un principe de conception général pour des matériaux quantiques artificiels, avec des applications potentielles dans le domaine de l'information quantique et de l'amélioration de la conversion de l'énergie solaire.

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COMMENTAIRE

Beau résultat  technologique  car travailler a basse température  néessite  l' apport de matériaux et de tecniques particulieres ..

.je me rappellepersonnelement les problemes  de manips necessitant la temperature  de l hydrogène liquide ( car le fluor gèle a - 219 ç!)

SCXXIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Des physiciens confirment une théorie vieille de 20 ans qui pourrait révolutionner la technologie quantique

Par Veronika Oleksyn, Institut des sciences et technologies d'Autriche

Édité par Lisa Lock, relu par Andrew Zinin

Notes de la rédaction

The GIST

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Schéma du dispositif de distribution d'intrication mis en œuvre. Crédit : Physical Review X (2026). DOI : 10.1103/r4jt-j39w

L'informatique quantique du futur nécessitera des corrélations entre modules distants, une caractéristique connue sous le nom d'intrication distribuée. Traditionnellement, cette intrication repose sur un contrôle actif et des mesures répétées. Or, des physiciens de l'Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA) ont mis au point une méthode entièrement autonome d'intrication distribuée utilisant un « bain quantique » de particules de lumière corrélées. Publiés dans Physical Review X, leurs travaux confirment expérimentalement une prédiction vieille de 20 ans et pourraient fournir une nouvelle plateforme pour les technologies quantiques appliquées.

L'intrication est une caractéristique centrale de la physique quantique, où les corrélations partagées dépassent les limites de l'explication des théories classiques. Réaliser une intrication distribuée entre des qubits (bits quantiques) physiquement séparés pourrait ouvrir la voie à des avancées futures, telles que les ordinateurs quantiques et les réseaux quantiques à grande échelle.

Pour intriquer des qubits distants, les tentatives précédentes reposaient sur deux protocoles. La première consiste à envoyer un photon unique, contrôlé activement, d'un qubit à l'autre. La seconde repose sur l'émission, par chaque qubit, d'un photon qui doit être couplé pour produire l'intrication. Bien que cette seconde méthode ait valu le prix Nobel de physique en 2022, elle exige de nombreuses mesures répétées et une post-sélection, et ne garantit pas systématiquement l'intrication.

Aujourd'hui, Alejandro Andrés-Juanes, doctorant, et Johannes Fink, professeur à l'Institut autrichien des sciences et technologies (ISTA), ont collaboré à l'échelle internationale pour concevoir un bain quantique qui synchronise de manière autonome la « danse » des qubits distants. En développant un prototype utilisant une source commune de particules de lumière corrélées pour intriquer deux qubits distants, l'équipe a démontré, pour la première fois, une théorie proposée il y a plus de 20 ans.

Intrication totalement autonome

L'intrication existe sous diverses formes. Les états intriqués à variables continues peuvent être générés efficacement et sont facilement disponibles. Ils ressemblent à un pendule, où la position et l'impulsion varient continuellement. Cependant, la plupart des applications nécessitent des systèmes à variables discrètes, des formes d'intrication de type « tout ou rien » avec lesquelles des qubits stationnaires peuvent interagir. Les chercheurs de l'ISTA peuvent-ils concevoir un système qui fasse le lien entre ces deux formes d'intrication ?

« Dans ce travail, nous avons cherché à surmonter cette inadéquation entre les formes d'intrication facilement disponibles et celles utiles en pratique », explique Andrés-Juanes. « En stabilisant les états intriqués à distance, notre approche est totalement autonome et ne nécessite aucun contrôle ni mesure active.»

Un « bain quantique » de particules de lumière corrélées synchronise les qubits distants. L'image représente le dispositif de bain quantique dans lequel les scientifiques de l'ISTA peuvent intriquer deux qubits isolés de manière totalement autonome, sans contrôle actif ni mesures répétées. Crédit : Institut des sciences et technologies d'Autriche

Synchronisation à une source commune de photons

L'un des principaux défis des applications de l'informatique quantique est de maintenir l'intrication et la cohérence quantique des qubits.

« Dans notre méthode, le bain quantique – c'est-à-dire l'environnement des qubits – est la source d'intrication. Il crée un nouvel état fondamental grâce à un flux continu de photons corrélés », explique Fink. « Ainsi, l'état intriqué du qubit est stabilisé, même au-delà de sa propre durée de vie, et reste toujours disponible comme ressource pour le traitement quantique ultérieur. Cela confère à cette approche une importance conceptuelle majeure. » Lorsque l'intrication est toujours disponible, les scientifiques peuvent la récupérer à la demande. Ceci contraste avec l'intrication éphémère, qu'ils doivent utiliser lorsqu'elle est présente.

Pour faire interagir les qubits avec la source de photons intriqués, l'équipe a utilisé un type spécifique de particule de lumière : les photons micro-ondes. Ces particules de lumière de faible énergie sont parfaitement adaptées à la manipulation de l'information quantique et constituent la base de la technologie de pointe actuelle des qubits supraconducteurs. En revanche, les photons optiques sont généralement utilisés en optique et en physique atomique. De plus, les photons optiques pourraient permettre de transmettre de l'information quantique entre des ordinateurs quantiques distants via la fibre optique, un autre axe de recherche du groupe Fink à l'ISTA.

Observation des états des qubits

Pour vérifier que les qubits sont bien synchronisés au sein du bain quantique, l'équipe a utilisé une technique de validation appelée tomographie quantique, ainsi nommée car elle reconstruit un système à partir de nombreuses « tranches ». « Les qubits peuvent se trouver dans une superposition d'états, mais tous ces états s'effondrent lors de la mesure, ne laissant qu'un état 0 ou 1 », explique Andrés-Juanes. Grâce à la tomographie quantique, l'équipe peut enregistrer des mesures d'une durée aussi courte que 20 à 80 nanosecondes afin d'explorer les états des qubits sous-jacents. Une nanoseconde équivaut à un milliard d'unités.

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RESUME

Des physiciens confirment une théorie vieille de 20 ans susceptible de stimuler les technologies quantiques. Ils ont concrétisé expérimentalement une proposition datant de deux décennies concernant l'intrication distribuée autonome, en concevant un bain quantique de photons micro-ondes corrélés qui stabilise en continu les états intriqués de qubits supraconducteurs distants. Cette méthode transfère passivement environ 10 % de l'intrication du bain aux qubits, maintient l'intrication au-delà de la durée de vie des qubits et offre une voie évolutive vers des processeurs et réseaux quantiques modulaires.

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COMMENTAIRES

L article est interessant uniquement dans la mesure ou il apporte des progres technologique ...Mais  sur l intrication quantique  elle meme  basiquement   tout a été dit !

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COMPLEMENT AU BLOG PRECEDENT

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Et cezci encore pour mes élèves :e troisième principe de la thermodynamique, appelé encore le théorème de Nernst, du nom du Prix Nobel qui l'a découvert en 1906, s'énonce de la façon suivante : "L'entropie d'un système quelconque peut toujours être prise égale à zéro à la température du zéro Celsius   ... Mais dans mon modèle de bulles   l'espace interbulle  est '' brut  de  formation''  et son contenu énergétique et son entrpie sont indéfinissable  car le systeme geometrique spatial est infini  ....

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17 juillet 2026

Comment la théorie de la gravité et de l'entropie relie le second principe de la thermodynamique à l'émergence de la structure cosmique

Par Queen Mary, Université de Londres

Édité par Andrew Zinin

Notes de l'éditeur

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Crédit : Unsplash/CC0 Domaine public

Une nouvelle étude de la professeure Ginestra Bianconi, mathématicienne à l'Université Queen Mary de Londres, propose une nouvelle perspective sur l'une des questions les plus profondes de la physique moderne : comment l'univers peut-il devenir de plus en plus structuré et complexe tout en obéissant au second principe de la thermodynamique ?

Einstein a déclaré que « le second principe de la thermodynamique occupe une place unique parmi les lois de la nature », reflétant sa conviction qu'il s'agit de l'un des principes les plus fondamentaux de la physique et qu'il est peu probable qu'il soit remis en cause. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie totale d'un système isolé tend à augmenter avec le temps, un principe souvent associé à la croissance du désordre.

Ceci constitue une énigme de longue date en cosmologie. On considère généralement que l'univers primordial existait dans un état de faible entropie et a évolué vers des états d'entropie plus élevée. Pourtant, au cours de l'histoire cosmique, l'univers a également donné naissance à des structures de plus en plus complexes, notamment les galaxies, les étoiles, les planètes et, finalement, la vie elle-même. Concilier l'émergence de telles structures ordonnées avec l'augmentation inexorable de l'entropie demeure un défi ouvert.

Dans un article récent publié dans Physical Review D, le professeur Bianconi étudie cette question dans le cadre de la théorie de la gravité à partir de l'entropie (GfE), une approche de la gravité quantique qui déduit la gravité des degrés de liberté microscopiques de la géométrie de l'espace-temps en utilisant les principes de la mécanique statistique.

Dans cette étude, en explorant les propriétés thermodynamiques de la théorie de la gravité issue de l'entropie, elle démontre que si l'entropie totale de l'univers augmente avec le temps, l'entropie par unité de volume diminue, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles interprétations de l'émergence des structures locales.

Le lien entre gravité et thermodynamique est connu depuis les travaux pionniers de Jacob Bekenstein et Stephen Hawking dans les années 1970, qui ont établi que les trous noirs possèdent une entropie et émettent un rayonnement thermique. Ces découvertes ont suggéré une relation profonde entre l'espace-temps, l'information et la thermodynamique.

La théorie de la gravité issue de l'entropie (GfE) propose que la gravité émerge de la tension informationnelle entre la métrique de l'espace-temps véritable et la métrique induite par les champs de matière et la courbure. Cette nouvelle interprétation physique de la gravité se reflète dans le lagrangien de la GfE, qui est donné par l'entropie relative géométrique quantique (ERGQ) entre ces deux métriques. Les équations de la gravité GfE se réduisent à la relativité générale pour les basses énergies et les faibles courbures, mais au-delà de la limite faible, elles s'en écartent. Fait intéressant, au-delà de cette limite, les équations GfE font apparaître un terme d'énergie sombre dynamique qui pourrait permettre de vérifier les prédictions de la théorie.

Cette étude explore les propriétés thermodynamiques de la théorie GfE dans les espaces-temps cosmologiques de Friedmann-Robertson-Walker. Les résultats montrent que les degrés de liberté géométriques locaux satisfont un premier principe de la thermodynamique, dans lequel la contribution émergente de l'énergie sombre dynamique peut être interprétée comme une énergie interne, tandis que l'entropie relative géométrique quantique (ERGQ) peut être identifiée à l'entropie locale par unité de volume. Dans ce cadre, des quantités de température et de pression effectives émergent également naturellement. Ensemble, ces résultats suggèrent que l'état quantique sous-jacent à la théorie GfE pourrait posséder une nature thermique intrinsèque.

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L'étude met également en lumière le rôle fondamental de l'élément de volume local défini par la mesure induite par la métrique physique. À mesure que l'univers se dilate, ce volume croît. Dans le cadre de la théorie GfE, cette expansion entraîne une augmentation de l'entropie totale, tandis que l'entropie quantique de relativité générale (QGRE) locale par unité de volume diminue. Ce résultat révèle un comportement thermodynamique particulier de la théorie GfE.

En résumé, ce travail suggère que la gravité et l'espace-temps pourraient avoir une nature thermodynamique et informationnelle intrinsèque. Ceci ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les liens profonds entre la gravité, la théorie quantique et l'émergence de la complexité dans l'univers.

Bien qu'encore à un stade théorique préliminaire, les auteurs affirment que ces travaux pourraient contribuer à combler des lacunes persistantes entre la relativité générale, la thermodynamique, la mécanique quantique et la cosmologie. Ainsi, « ces travaux révèlent comment la théorie de la gravité à partir de l'entropie peut aborder la question complexe de la conciliation du second principe de la thermodynamique avec l'émergence de… »

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RESUME

La théorie de la « gravité issue de l'entropie » relie le second principe de la thermodynamique à l'émergence des structures cosmiques

Le modèle de « gravité issue de l'entropie » (GfE) considère la gravité comme une propriété émergente résultant de l'entropie relative géométrique quantique (QGRE) entre la métrique physique et la métrique induite par la matière. Dans les espaces-temps de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, la GfE conduit à des lois thermodynamiques où l'énergie noire dynamique joue le rôle d'énergie interne et la QGRE celui de densité d'entropie. À mesure que le volume cosmique augmente, l'entropie totale croît tandis que l'entropie par unité de volume diminue, permettant ainsi la formation de structures sans violer le second principe de la thermodynamique.

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COMMENTAIRES

Voici lorine de l article:Détails de la publication

Ginestra Bianconi, Thermodynamics of the gravity from entropy theory, Physical Review D (2026). DOI : 10.1103/26kn-thgp

Informations sur la revue : Physical Review D

J'ignore  dans quel contexte  elle a voulu relier gravité et second principe de la thermodynamique  et ce qui l'a conduit a proposé  ces conclusions 

 je rappelle a mes élèves  ce que dit lez second princip : « Toute transformation d'un système thermodynamique s'effectue avec augmentation de l'entropie globale incluant l'entropie du système et du milieu extérieur. On dit alors qu'il y a création d'entropie. »

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Dans ma theorie  des'' bulles d univers  ''l espace est infini et les bulles  en évolution  permanente 

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Ce que les latrines de l'empereur Hadrien nous apprennent sur la durabilité du béton romain

Le béton romain provenant des latrines d'Hadrien révèle que sa durabilité à long terme ne découle pas uniquement des réactions pouzzolaniques entre la cendre volcanique et la chaux, mais aussi de la carbonatation ; ce processus forme de la calcite qui colmate progressivement les pores et les microfissures. Les fragments de roche volcanique réagissent également avec la chaux pour générer des phases cimentaires supplémentaires, renforçant ainsi la densité, la durabilité et la capacité d'auto-cicatrisation du matériau.

Une topologie en forme de tore offre une nouvelle méthode de classification pour le tricot, le crochet et d'autres textiles

En s'appuyant sur la théorie des nœuds, cette approche modélise les textiles tricotés ou réalisés au crochet comme des réseaux de boucles périodiques ; elle analyse la propagation des défauts et projette les motifs sur un tore pour déterminer s'ils peuvent être réduits à des nœuds ou des entrelacs triviaux. Cette méthode permet de distinguer les textiles formés de boucles (tricotables) des autres structures et d'associer le contrôle de la propagation des défauts à une résistance aux dommages modulable. L'approche est généralisable à d'autres matériaux enchevêtrés.

Une étude établit un lien entre le niveau de la mer et le thermostat du carbone terrestre

Au cours des 60 derniers millions d'années, les variations de la disponibilité en phosphates — induites par les fluctuations du niveau de la mer — ont modulé la productivité marine et l'enfouissement du carbone organique, influençant ainsi les niveaux de CO₂ atmosphérique et le climat. Une baisse du niveau de la mer réduisait l'étendue des zones à minimum d'oxygène et les positionnait au-dessus des plateaux continentaux riches en matières organiques, favorisant le recyclage des phosphates et l'enfouissement du carbone ; à l'inverse, un niveau élevé de la mer inhibait ce mécanisme de rétroaction, favorisant des concentrations de CO₂ plus importantes et un climat plus chaud.

Un nouveau recensement stellaire conforte l'hypothèse d'un univers âgé de 13,8 milliards d'années

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L'acidification des océans apparaît comme un signal planétaire reliant les émissions actuelles de carbone à la mémoire géologique profonde de la Terre

L'acidification des océans est considérée comme un signal planétaire persistant qui inscrit la perturbation du cycle du carbone d'origine humaine dans les sédiments marins et la chimie des carbonates. Les émissions actuelles de CO₂ se produisent plus de dix fois plus vite que lors du maximum thermique du passage Paléocène-Éocène, dépassant la vitesse des mécanismes tampons géologiques lents tels que la dissolution des carbonates et l'altération des silicates. Les modifications chimiques qui en résultent persisteront pendant des millénaires, constituant une trace durable de l'Anthropocène.

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Un traitement thermique alcalin convertit directement des mélanges de déchets de PET, PE et PP en hydrogène (H2) d'une pureté supérieure à 90 %, à des températures inférieures de 300 à 400 °C à celles de la gazéification conventionnelle. Un prétraitement par oxydation thermique douce active le PE et le PP, permettant une décomposition efficace. Le carbone est capté sous forme de carbonate solide, avec un minimum d'émissions gazeuses, offrant ainsi une valorisation simultanée des plastiques et une séquestration du CO2.

Des physiciens confirment une théorie vieille de 20 ans susceptible de stimuler les technologies quantiques

Des physiciens ont concrétisé expérimentalement une proposition vieille de 20 ans concernant l'intrication distribuée autonome ; ils ont pour cela conçu un bain quantique de photons micro-ondes corrélés, stabilisant en continu les états intriqués de qubits supraconducteurs distants. Cette méthode transfère passivement environ 10 % de l'intrication du bain vers les qubits, maintient l'intrication au-delà de la durée de vie des qubits et ouvre une voie évolutive vers des processeurs et réseaux quantiques modulaires.

Un nouvel outil renforce l'efficacité de l'immunothérapie contre le cancer de la prostate

Les tumeurs de la prostate classées comme « immunologiquement froides » présentent un ARNm SPSB1 raccourci, une augmentation de la protéine SPSB1, une perte de molécules du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (MHC-I) et une faible infiltration de lymphocytes T. Un outil CRISPR-Cas13 ciblant l'ARN a été conçu pour rallonger l'ARNm de SPSB1, entraînant une réduction de SPSB1, le rétablissement du complexe MHC-I et une efficacité accrue de l'immunothérapie par blocage des points de contrôle immunitaire dans des modèles murins de cancer de la prostate, sans effets hors cible détectables.

Des physiciens créent le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante

Un « métacristal statistique quantique » plasmonique, composé de méta-atomes d'or sur une puce, fonctionne à température ambiante en transmettant et en acheminant sélectivement des états quantiques distincts de la lumière. Il agit comme un filtre statistique quantique, préservant la cohérence quantique et permettant un transport robuste sans refroidissement cryogénique. Ces travaux fournissent un principe de conception général pour des matériaux quantiques artificiels, avec des applications potentielles dans le domaine de l'information quantique et de l'amélioration de la conversion de l'énergie solaire.

Les bébés *T. rex* naissaient prêts à courir et à se nourrir seuls

Les nouveau-nés de *Tyrannosaurus rex* étaient de petite taille (environ 1,7 kg et 75 cm), mais présentaient des signes de remodelage osseux et d'usure dentaire compatibles avec une locomotion précoce et une prédation active sur des vertébrés, témoignant d'un comportement très précoce (maturité élevée à la naissance). La taille estimée des pontes, d'au moins 15 à 30 œufs, suggère des stratégies de reproduction et parentales intermédiaires entre celles des reptiles modernes et celles des oiseaux.

Le premier moteur thermique quantique supraconducteur au monde ouvre la voie à des ordinateurs quantiques de plus grande envergure

Un moteur thermique quantique cyclique supraconducteur a été réalisé à l'aide d'un qubit transmon, d'un résonateur et d'un réfrigérateur à circuit quantique accordable fonctionnant près du zéro absolu. Le dispositif met en œuvre un cycle d'Otto dans lequel un flux de chaleur contrôlé traversant le qubit produit un travail positif mesurable. Cette réalisation démontre la faisabilité pratique de la conversion d'énergie par thermodynamique quantique et suggère une voie vers des composants autonomes intégrés sur puce pour des architectures informatiques quantiques évolutives.

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SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Dear olivier hartmanshenn,

Here is your customized Science X Newsletter for week 29: How Gravity from Entropy theory connects the second law of thermodynamics with the emergence of cosmic structure Gravity from Entropy (GfE) models gravity as emerging from quantum geometric relative entropy between physical and matter-induced metrics. In Friedmann–Robertson–Walker spacetimes, GfE yields thermodynamic laws where dynamical dark energy acts as internal energy and QGRE as entropy density. As cosmic volume grows, total entropy increases while entropy per unit volume decreases, enabling structure formation without violating the second law.   Could vitamin B3 prevent silent thief from stealing vision? New study finds protective effects against glaucoma Nicotinamide use in patients with ocular hypertension was associated with a substantially lower incidence of primary open-angle glaucoma over 3.7 years (3.5% vs 9%) and reduced need for pressure-lowering eye drops and laser therapy. As an observational analysis, causality, optimal dosing, safety, and long-term effects remain uncertain and require confirmation in controlled trials.   New process turns mixed plastic waste directly into hydrogen fuel without sorting Alkaline thermal treatment converts mixed PET, PE, and PP waste directly into >90% pure H2 at temperatures 300–400 °C below conventional gasification. A mild thermal oxidation pretreatment activates PE and PP, enabling efficient decomposition. Carbon is captured as solid carbonate, with minimal gaseous emissions, offering simultaneous plastic valorization and CO2 sequestration.   Physicists confirm 20-year-old theory that could boost quantum technology Physicists experimentally realize a 20-year-old proposal for autonomous distributed entanglement by engineering a quantum bath of correlated microwave photons that continuously stabilizes entangled states of distant superconducting qubits. The method passively transfers about 10% of the bath’s entanglement to the qubits, keeps entanglement available beyond qubit lifetimes, and offers a scalable route toward modular quantum processors and networks.   New tool makes immune therapy more effective in prostate cancer Prostate tumors classified as immune cold show shortened SPSB1 mRNA, increased SPSB1 protein, loss of MHC-I, and poor T‑cell infiltration. An RNA-targeting CRISPR-Cas13 tool was engineered to re-lengthen SPSB1 mRNA, reducing SPSB1, restoring MHC-I, and enhancing immune checkpoint therapy efficacy in mouse prostate cancer models without detectable off-target effects.   Physicists create first room-temperature quantum material A plasmonic “quantum statistical metacrystal” made from gold meta-atoms on a chip operates at room temperature, selectively transmitting and routing distinct quantum states of light. It functions as a quantum statistical filter, preserving quantum coherence and enabling robust transport without cryogenic cooling. The work supplies a general design principle for engineered quantum materials with potential applications in quantum information and improved solar energy conversion.   T. rex babies were born ready to run and feed themselves Tyrannosaurus rex hatchlings were small (~1.7 kg, ~75 cm) but showed bone remodeling and tooth wear consistent with early locomotion and active predation on vertebrate prey, indicating highly precocial behavior. Estimated clutch sizes of at least 15–30 eggs suggest reproductive and parental strategies intermediate between modern reptiles and birds.   World's first superconducting quantum heat engine offers path to larger quantum computers A superconducting cyclic quantum heat engine was realized using a transmon qubit, resonator, and a tunable quantum-circuit refrigerator operated near absolute zero. The device implements an Otto cycle in which controlled heat flow through the qubit produces measurable positive work. This demonstrates practical quantum thermodynamic energy conversion and suggests a route to autonomous on-chip components for scalable quantum computing architectures.   What one of Emperor Hadrian's latrines is telling us about the durability of Roman concrete Roman concrete from Hadrian’s latrine shows long-term durability arises not only from pozzolanic reactions of volcanic ash and lime but also from carbonation, which forms calcite that progressively seals pores and microcracks. Volcanic rock fragments further react with lime to generate additional cementitious phases, collectively enhancing density, durability, and self-healing behavior.   Doughnut‑shaped topology reveals new way to classify knitting, crochet and other textiles A knot-theoretic framework represents knitted and crocheted textiles as periodic loop networks, analyzes defect propagation, and maps patterns onto a torus to test if they reduce to trivial knots or links. This distinguishes knittable loop-based textiles from other structures and links defect-spread control to tunable damage resistance. The approach generalizes to other entangled materials.   Study links sea level to Earth's carbon thermostat Over the past 60 million years, sea level–driven changes in phosphate availability modulated marine productivity, organic carbon burial, and thus atmospheric CO₂ and climate. Falling sea level narrowed and positioned oxygen minimum zones over organic-rich shelves, enhancing phosphate recycling and carbon burial, whereas high sea level suppressed this feedback, favoring higher CO₂ and warmer conditions.   A new stellar census strengthens the case for a 13.8-billion-year-old universe Analysis of 155,600 Milky Way subgiant stars yields a maximum stellar age of ~13.73 Gyr (+0.18/−0.15 Gyr), implying a universe age consistent with ΛCDM and the CMB-inferred value of ~13.8 Gyr. This age is incompatible with a globally high Hubble constant giving ~12.5–12.9 Gyr, favoring “late-time” or local explanations for the Hubble tension.   Breakdown of immune cells' interaction is key driver in aging, study finds Aging-associated elevation of PGE₂–EP2 signaling in tissue-resident macrophages impairs clearance of senescent neutrophils, driving chronic systemic inflammation and multi-organ decline in mice. Genetic or pharmacologic EP2 blockade restores macrophage phagocytosis, reduces senescent neutrophil accumulation, preserves organ function and cognition, and maintains youthful blood protein profiles. Human liver data show parallel age-related increases in neutrophil senescence and EP2 activity.   Ocean acidification emerging as a planetary signal linking today's carbon emissions to Earth's deep-time memory Ocean acidification is framed as a long-lived planetary signal encoding human-driven carbon-cycle disruption in marine sediments and carbonate chemistry. Modern CO₂ emissions occur >10× faster than during the Paleocene–Eocene Thermal Maximum, outpacing slow geological buffers such as carbonate dissolution and silicate weathering. Resulting chemical changes will persist for millennia as a durable record of the Anthropocene.   Study reports the first detection of a sugar in interstellar space Erythrulose, a four-carbon ketose sugar, was detected for the first time in the interstellar medium toward molecular cloud G+0.693−0.027 using ultrasensitive radio spectroscopy. Twelve spectral lines match laboratory spectra, and erythrulose is at least eight times more abundant than comparable three-carbon sugars. Modeling indicates formation in interstellar ices from two-carbon precursors. Estimated delivery of 0.5–50 million metric tons to early Earth suggests an exogenous source of prebiotic sugars.   Quantum teleportation could reduce photon loss in long-distance communications An all-optical heralded entanglement scheme prepares high-fidelity EPR photon pairs that circumvent most channel loss and serve as a resource for quantum teleportation over a ~1% transmission channel. Teleportation of photonic qubits achieved nearly threefold higher efficiency than direct transmission, even with optimal quantum cloning, indicating an unconditional advantage for long-distance quantum communication and future quantum networks.   Listening to 'ringing' black holes unlocks future gravitational-wave astronomy Black hole ringdown gravitational waves encode quasinormal modes whose frequencies determine mass and spin and test general relativity in strong gravity. Current observations are consistent with general relativity but sensitivity is limited. Future detectors should resolve multiple modes, overtones, and nonlinear features, enabling stringent tests of gravity, dark matter, and quantum-scale effects near horizons.   Webb telescope discovers hidden planet in famous star system The James Webb Space Telescope identified a new giant exoplanet, Beta Pictoris d, in the well-studied Beta Pictoris system using atmospheric spectroscopy rather than direct imaging. The planet is at least twice Jupiter’s mass, orbits at ~30 AU, and lies within a bright debris disk. Detection of CO, H2O, and CH4 confirms its planetary nature and demonstrates a powerful method for finding and characterizing exoplanets in dusty environments.   Atoms tell different stories when light hits a molecule in trillionths of a second Ultrafast tr-XPS with XFEL pulses tracked energy redistribution in photoexcited 3-fluoropyridine across a conical intersection on picosecond scales. Different atomic sites encoded distinct dynamics: fluorine primarily reported vibrational relaxation, while nitrogen reflected coupled electronic and nuclear motion. The method enables site-specific, real-time mapping of photochemical processes.   Naked mole-rat queens produce an odorous chemical that ensures that only they can reproduce Naked mole-rat queens emit the volatile compound isopropyl myristate, which via olfactory signaling elevates prolactin, suppresses progesterone, and induces reversible infertility in other females. The scent alone, without the queen’s presence, maintains social stability and reproductive suppression, and is produced only during the queen’s pregnancy, linking chemical signaling to eusocial hierarchy.