Le Monde selon la Physique (Physics world) mars 2015 -fin

La dernière partie des nouveautés de Mars  vous est proposée en 3 résumés et une traduction complète …J’élimine bien entendu les nominations de MM. Duchenoc  and co  ou  les articles se rapportant aux structures politicardes de la Science ……….

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Have alien civilizations built cosmic accelerators from black holes?

Mar 19, 2015 6 comments

Search for extraterrestrial intelligence should seek high-energy neutrinos, says physicist

Une civilisation extraterrestre avancée très lointaine pourrait-elle  avoir  construit un accélérateur de particules alimenté  a partir d’un  trou noir pour étudier la physique à des énergies à  la  "Planck-échelle"? Et dans ce cas , si un tel collisionneur cosmique est tapi dans un petit  coin de l'univers, pourrions-nous le détecter   ici sur Terre?

Brian Lacki de l'Institut d'études avancées à Princeton, New Jersey, a fait des calculs qui donnent à penser que si un tel accélérateur existe, il produirait  des neutrinos à 10 puissance 24 eV qui pourraient être détectés ici sur Terre. En conséquence, Lacki appelle tous les  astronomes impliqués dans la recherche de l'intelligence extraterrestre (  les sus-dits SETI) pour  détecter ces  particules à  ultra-haute énergie. Cet appel  est soutenu par l'expert SETI Paul Davies, de l'Arizona State University, qui estime que la recherche devrait être élargie au-delà des recherches traditionnelles des télescopes

Comme  c’ est le cas pour notre pauvre humanité, il semble raisonnable de supposer qu'une civilisation extraterrestre  plus avancée que nous  aurait un vif intérêt pour la physique, et chercherait à construire des accélérateurs de particules qui atteignent des énergies de plus en plus élevées. Cette escalade  en énergie pourrait être le résultat de ce  "scénario de cauchemar" de la physique des particules dans lequel il n'existe pas une nouvelle physique  dans l intervalle   entre les énergies TeV du modèle standard et le 10 puissance 28 eV  attribuée à  l’ énergie (10 Xev)  de Planck – c est à dire celle  où les effets quantiques de la gravité deviennent si forts  "Ce cauchemar de la physique des particules , c’ est le rêve des astronomes  qui partent en quête d'extraterrestres», dit Lacki …..

Et sans surprise,  l’auteur s’avise qu’  un tel accélérateur devrait être assez grand !!!! Lacki estime que si des champs électriques sont utilisés pour l'accélération, la taille du dispositif devrait être au moins 10 fois  celle du  rayon du Soleil ……Je passe sur les remarques  que Lacki  avance  pour  réaliser un tel accélérateur, et où il  suggère qu’on peut   les trouver à proximité d'un trou noir…… ETC

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MON COMMENTAIRE  / LACKY est un  jeune  résident invité à l’Advanced Study  comme  Astrophysics Member, entre  Sep 1, 2011 - Aug 15, 2015 et il a proposé ses calculs  a   arXiv…..  je vais surprendre mes lecteurs en écrivant qu’ il s’agit de « mathématique-fiction » ! M. ASGHAR  est plus ironique que moi dans le forum anglais de l’article :; voici ce qu il écrit : « 

Voilà  une «histoire» plutôt  bien articulée  pour la possibilité d’ un  accélérateur EM-Planck basé sur la présence d'un trou noir. Dans  un tel contexte, le LHC pour sa deuxième manche n'aura que  des  protons de 1,3 10 ^ 13 eV, tandis que les rayons cosmiques (essentiellement des protons )  avec   des énergies  maxi   de 3,2   .10 ^ 20 eV et un flux de particules 1 / km ^ 2.century, ont  déjà été enregistrées .

On souhaite tout le meilleur cosmique aux SETIS dans leur tâche et aux TERRIENS  pour la détection de ces  neutrinos mythiques de 10 ^ 24 eV  avec  cette machine. » ET JE RAJOUTE BEAUCOUP DE POINTS D’EXCLAMATION !!!!!!!!

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India-based Neutrino Observatory faces a new hurdle

Mar 24, 2015 5 comments

Physicists in court over concerns about groundwater and biodiversity

Quelques mois après avoir reçu le feu vert du gouvernement indien, l'Observatoire de neutrinos basée en Inde (INO) a reçu  un coup  auprès  de la Cour   ,quand  il a été déposé plainte  contre le nouveau site de l'installation par les écologistes et les politiciens locaux. La plainte , déposée dans un tribunal de l'État et le Tribunal national vert, allègue que le site est dans une zone sismique et riche en biodiversité, et que le  tunnel requis pour le projet pourrait affecter les aquifères à proximité.

Initialement prévu pour être terminé  en 2012, l'INO a finalement reçu le feu vert en Janvier de cette année quand il a reçu  15 milliards (236m $) en vue  d’une  construction à l'intérieur d'une montagne près de Pottipuram - 110 km de la ville de temple de Madurai dans l'État méridional du Tamil Nadu. Pottipuram a été choisi après  que les écologistes aient protesté en 2010  parce que le choix original - le village Singara au Tamil Nadu - était proche d'un couloir d'éléphants.!! L'INO est donc  à construire quelques 1,3 km sous le sommet de la montagne, accessibles via un (2 km-long) tunnel. Le laboratoire comprendra trois cavernes - la plus grande, étant 132 m de long, 26 m de large et 30 m de haut, abritera le calorimètre détecteur de neutrinos avec  50 000 tonnes de fer

  MON COMMENTAIRE /j’aimerais  bien au préalable connaitre les bases de cette calorimétrie à neutrinos   ……  Avec l’interaction faible  et leur masse  ,  sur quelle section efficace travaillent ils ?  Le rapport entre la section efficace d’un neutrino d'1 GeV,  celle d’un électron et enfin  d’un proton de même énergie est approximativement de 10^{-14}/10^{-2}/1. Sur 10 milliards de neutrinos d'1 Mev qui traversent la Terre, un seul va interagir avec les atomes constituant la Terre. Il faudrait une épaisseur d’une année-lumière de plomb pour arrêter la moitié des neutrinos de passage ( le fer est plus économique !)

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How to entangle nearly 3000 atoms using a single photon

Mar 25, 2015 2 comments

Record-breaking result could lead to better atomic clocks

 TRADUCTION  /Des physiciens aux États-Unis et en   Serbie viennent de créer   un état quantique intriqué  de près de 3000 atomes ultrafroids en utilisant un seul photon. Cette valeur  est le plus grand nombre d'atomes jamais   atteint  à être intriqués  en  laboratoire et les chercheurs disent que la technique pourrait être utilisée pour accroître la précision des horloges atomiques.

L'intrication est un phénomène purement de  mécanique quantique qui permet à deux ou plusieurs particules  de présenter une relation beaucoup plus étroite que celle admise par la physique classique. Une propriété particulière  des particules intriquées, c’ est qu'elles peuvent être très sensibles aux stimuli externes comme une force de  gravité ou de la lumière, et pourraient donc être utilisé pour créer des capteurs  très précis "quantiques" et  des horloges.

Jusqu'à ce que cette dernière expérience de Vladan Vuletić et ses collègues de l'Institut de Technologie du Massachusetts et de  l'Université de Belgrade,ait été menée  , les physiciens avaient réussi à intriquer environ 100 atomes dans un beaucoup plus grand ensemble d'atomes.Aujourdhui , l'équipe de Vuletić a réussi à intriquer  près de 94% des atomes dans un  ensemble de 3100 atomes.

L'expérience implique une cavité optique - deux miroirs opposés imparfaits - contenant environ 3100 atomes de rubidium-87 qui sont refroidis à une température  près du zéro absolu. La lumière est projetée dans un côté de la cavité et on la laisse rebondir en va et-vient entre les miroirs. Une partie de la lumière finira par s’échapper par le côté opposé de la cavité, où elle  est captée par un détecteur. Un champ magnétique est appliqué sur les atomes de carbone, ce qui entraîne l’alignement de  leurs spins  le long de la longueur de la cavité. La nature probabiliste de la mécanique quantique signifie cependant, que les SPINS  ne sont pas tous alignés et  que  leurs directions fluctuent avec  le champ magnétique.

Ces fluctuations ont été mesurées dans une expérience préliminaire , laquelle  consiste à tirer une impulsion de lumière polarisée dans la cavité. L'impulsion interagit avec les spins atomiques et émerge de la cavité avec un petit changement  de  la rotation de sa polarisation. Cette rotation est une mesure de la direction du spin atomique total du gaz par rapport à la direction du champ magnétique. En effectuant cette mesure à plusieurs reprises, l'équipe a démontré que le spin atomique total dans la cavité a une distribution de Gauss qui est un disque centré sur la direction du champ magnétique appliqué.

Cette représentation du  spin total est appelée  une «fonction de Wigner" et elle  illustre la façon dont la nature probabiliste de la mécanique quantique entraîne des fluctuations dans le sens de la rotation totale. Cependant, le fait que la fonction est gaussienne signifie que les spins atomiques se comportent indépendamment l'un de l'autre et ne sont  donc pas intriqués . Par conséquent, le défi pour les chercheurs était de préparer les atomes de telle manière que la fonction de Wigner devienne  non gaussienne - ce qui devient alors  une preuve solide de l intrication .

Pour ce faire, ils ont tiré une impulsion laser polarisé extrêmement faible dans la cavité. Parfois, un seul photon dans l'impulsion va rebondir en va et-vient dans la cavité et interagir avec la quasi-totalité des spins atomiques. C’est cette succession d'interactions  qui intrique  les atomes.

Ce photon peut alors quitter la cavité et être détecté. Ces photons « intricateurs » sont identifiables parce que leurs polarisations ont été tournées de 90 ° par les interactions atomiques. Donc, chaque fois  qu’ un tel "héraut" photon a été détecté, les physiciens ont  immédiatement mesuré la direction du spin atomique total. Ils ont répété ce processus plusieurs fois pour déterminer la fonction de Wigner des atomes intriqués. Au lieu d'un disque gaussien, la distribution ressemblait à un anneau de probabilité positive entourant une région intérieure de  probabilité négative.

Selon Vuletić, ce trou de  probabilité négative est la marque de l'intrication. En outre, les chercheurs ont pu calculer que l'intrication  a réussi à impliquer  environ 2910 des 3100 atomes. Dans cette expérience, les spins atomiques ont été intriqués  dans deux états qui se trouvent sur des côtés opposés du trou de la probabilité négative.Vuletić dit que la recherche présentera des applications pratiques importantes, car la fonction de Wigner est essentiellement une mesure de l'incertitude dans une mesure quantique. Par intrication d un  grand nombre d'atomes et  cet efficace »poinçonnage d'un trou" dans le centre de la fonction de Wigner, la précision d'une mesure quantique peut être améliorée. L’auteur  a dit à  physicsworld.com que son équipe utilise maintenant la technique d'intrication  pour  créer une horloge atomique plus précise.

L'expérience est décrite dans Nature.

À propos de l'auteur Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com

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MONCOMMENTAIRE /Je préfère parler de probabilité nulle que de probabilité négative…..A part cela bravo si ca marche !

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Acoustic topological insulator could hide submarines

Mar 26, 2015

Hearing aids could benefit from lattices of rotating cylinders

 La plupart des surfaces  présente des dispersions sonores   et  cela crée des échos qui peuvent  être gênants pour les auditeurs et dangereux s’il  vous arrive d'être dans un sous-marin en train d’essayer  d'échapper à la détection. Recemment  des chercheurs ont proposé une nouvelle sorte d’ "isolant topologique acoustique" qui pourrait aider à atténuer ces problèmes en transmettant  le son dans certaines directions sans rétrodiffusion. Si le matériau peut être construit au  laboratoire, il pourrait annoncer le développement de nouveaux dispositifs acoustiques qui présenterait une gamme d’applications  militaire , médicale et  d’utilisations notamment  pour l'amélioration des prothèses auditives et  pour fabriquer des objets insensibles  à  un sonar.

Ces isolants topologiques sont des matériaux qui ne conduisent pas l'électricité à travers leur volume apparent, mais qui sont de très bons conducteurs sur leurs surfaces. Ceci est possible en raison de l'existence d’ «états de bord" spéciaux dans lequel les électrons ne peuvent pas, pour des raisons topologiques  subir une  rétrodiffusion. Récemment, plusieurs groupes de recherche se sont penchés sur la façon dont une version acoustique d'un isolant topologique  pourrait être faite à partir d'un milieu acoustique périodique appelée «cristal phononique".

  C’est  une équipe dirigée par Zhang Baile à l'Université technologique de Nanyang à Singapour qui  a dévoilé un nouveau design pour un isolant topologique acoustique faite d'un réseau régulier de cylindres de filature.

  MON COMMENTAIRE /   La manip est intéressante et «  marrante » …..J’invite d’urgence les auteurs de science-fiction à remplacer «  l’homme invisible »de  WELLS par «  l’homme silencieux » !

07:52 Écrit par olivier-4 |