30/04/2015

Le Monde selon la Physique (Physics world) avril 2015 :fin

La fin  de la traduction des articles d’avril  vous est proposée en abstracts  mais je vais en profiter pour faire un peu de  physique pédagogique pour MRr  QUINESAITRIEN ! Comprendre  reste notre maitre-mot !

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1 :Abstract  

Secret of record-breaking superconductor explained

Apr 24, 2015 1 comment

Conventional electron–phonon superconductivity endures to a temperature of 190 K in hydrogen sulphide

La supraconductivité  peut se produire à des températures beaucoup plus élevées que prévues par les travaux précédents, selon des calculs effectués par une équipe internationale de physiciens dirigée par Matteo Calandra de l'Institut IMPMC à Paris. Ces chercheurs ont développé un modèle théorique pour expliquer  le record de  supraconductivité à haute température signalé l'année dernière  sur le sulfure d'hydrogène… l'équipe dit  pense que ce dernier  découle d'interactions relativement simples similaires à celles qui sous-tendent les supraconducteurs à basse température classiques reconnus . Ce  résultat  est donc  différent de celui des autres matériaux à haute température dans lequel la supraconductivité est causée par des processus complexes et mal compris.

Malgré la grande quantité de recherches effectuées sur les supraconducteurs à haute température depuis le premier matériau  découvert en 1986, une grande partie de leur physique reste inconnue. Ce mystère est  à approfondir  depuis  que  Mikhail Eremets et ses collègues de l'Institut Max Planck de chimie à Mainz, en Allemagne, ont constaté que lorsque le sulfure d'hydrogène est soumis à une pression extrêmement élevée (200 GPa),  sa température critique descend  à190°K - le record actuel est de 164 K –

Publication originale : High-Pressure Hydrogen Sulfide from First Principles: A Strongly Anharmonic Phonon-Mediated Superconductor -Ion Errea, Matteo Calandra, Chris J. Pickard, Joseph Nelson, Richard J. Needs, Yinwei Li, Hanyu Liu, Yunwei Zhang, Yanming Ma, and Francesco Mauri

Phys. Rev. Lett. 114, 157004 – Published 16 April 2015

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Mon commentaire : C’est comme jeune étudiant que j’ai découvert la supraconductibilité .Au lycée , on m’ avait appris que les électrons circulaient dans les corps conducteurs  mais  que leur courant  se heurtait à  une sorte de  frein  qu’ on appelait « résistance » et  qui chauffait  le corps .. Plus tard j appris que  par exemple  les électrons du cuivre se meuvent  plus lentement qu'un escargot !…Le « gaz » d’électrons   n’a  qu’ un mouvement anarchique   à de très grandes vitesses mais leur vitesse moyenne est nulle…..Quand un courant circule, c'est que les particules possèdent globalement un supplément de vitesse de 1 mm/sec environ , dans un sens …. Ensuite , j appris qu’  au début du 20 ème siècle avec Kamerlingh Onnesque  par un froid extrême  , certains corps  pouvaient  ne plus subir ce freinage et devenir supraconducteurs …..  Pourquoi me direz-vous ? Un modèle  simpliste consiste à considérer des électrons   circulant dans un métal et  interagissant avec  son  réseau cristallin formé d'ions positifs. Ceux-ci attirent les électrons et se déplacent un peu  malgré leur  grande inertie. On a  donné le nom de phonons à ces vibrations  naturelles. Cette interaction entre les électrons et les phonons est à l'origine de la résistivité ……Expliqué  très globalement   le froid diminue l’agitation thermique   donc  diminue  la résistivité … Mais je découvris ensuite que  les choses étaient plus complexes et ne concernaient pas que  l hélium  ou  certains métaux …..Ce n’est que beaucoup plus tard  que j’appris que  la  théorie complète de la supraconductivité  proposée en 1957 par John Bardeen, Leon Cooper et John Schrieffer explique la supraconductivité par la formation de paires d'électrons (paires de Cooper) formant alors des bosons interagissant avec les phonons ( théorie BCS).Mais il reste  encore des tas de choses à comprendre …et à breveter !

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2 /Abstract

Cyclotron radiation from a single electron is measured for the first time

Apr 27, 2015 17 comments

Technique could help measure neutrino ma

2 :Le rayonnement  cyclotron émis par un seul électron  vient d’être  mesuré pour la première fois par une équipe de physiciens aux États-Unis et l'Allemagne. La recherche fournit une façon nouvelle et potentiellement plus précise pour étudier la désintégration bêta, laquelle  implique l'émission d'un électron et un neutrino. En particulier, il pourrait fournir aux  physiciens une bien meilleure mesure de la masse des neutrinos  et celle-ci  est cruciale pour la compréhension de la physique au-delà du Modèle Standard.Je rappelle que pour le modèle standard de la physique des particules la masse des neutrinos est nulle  et qu il a fazllu attendre  1998,pour que  le détecteur Super-Kamiokande au Japon ait  montré de façon concluante que les particules subissent  des oscillations et donc doivent  avoir une masse. Connaître les masses des trois types connus de neutrinos est cruciale pour comprendre la physique au-delà du modèle standard, mais mesurer réellement les masses se révèle extrêmement difficile. "Actuellement, nous en savons plus sur la masse du boson de Higgs, qui a été découvert il ya deux ans, que nous sur la masse du neutrino, qui a été découvert il ya 60 ans», explique Patrick Huber de Virginia Tech aux États-Unis

Les meilleures mesures donnaient jusqu'à une limite supérieure sur l’antineutrino électronique  une masse de  de 2,05 eV / c². Les scientifiques se rassemblent  sur un nouveau détecteur appelé Katrin à Karlsruhe Institute of Technology en Allemagne. Ce  dernier  devrait  pouvoir mesurer une masse aussi petite que 0,2 eV / c² - ce  qui pourrait encore laisser  subsister une incertitude de 20 fois sa valeur. Mais Katrin  présente la taille d'un immeuble, et de nouvelles améliorations dans la précision de mesure par cette méthode nécessiterait un spectromètre encore plus grand et  plus cher…C’est pourquoi la collaboration PROJECT 8   entre Katrin et des universités  se propose  d’étudier la radiation de cyclotron aux fréquences micro-ondes  pour mieux  connaitre les caracteristiques de l electron  de la beta décomposition….

 Ref :”High-Pressure Hydrogen Sulfide from First Principles: A Strongly Anharmonic Phonon-Mediated Superconductor”:Ion Errea, Matteo Calandra, Chris J. Pickard, Joseph Nelson, Richard J. Needs, Yinwei Li, Hanyu Liu, Yunwei Zhang, Yanming Ma, and Francesco Mauri

Phys. Rev. Lett. 114, 157004 – Published 16 April 2015

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Mon commentaire : Le rayonnement cyclotron est un rayonnement électromagnétique émis par des particules chargées en mouvement lorsqu'elles sont déviées par un champ magnétique. La force de Lorentz qui s'exerce sur ces particules perpendiculairement aux lignes de champ magnétique et à la direction du mouvement les accélère, ce qui entraîne l'émission d'un rayonnement.Il fut découvert   dans les années 1930  quand fut monté un type d'accélérateur de particules qui utilise les orbites circulaires suivies par les particules chargées dans un champ magnétique uniforme, le cyclotron …..

La masse du neutrino √e se déduit  du MICROSCOPIQUE  reste   d’ un bilan de deux termes  ( e+√e    )où  la masse de l’électron   libéré dans la désintégration beta  doit être  incrémentée par la mesure de l’énergie très précise  qu’ il transporte  , en partant …..

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3 : Abstract

Trail runs cold on alien hotspots, for now

Apr 28, 2015 11 comments

Search of 100,000 galaxies fails to find waste heat of advanced civilizations

La recherche  sur 100.000 galaxies des signes de vie extraterrestre très avancée, réalisée par des chercheurs aux États-Unis, n'a trouvé aucune preuve qu'elles abritent des civilisations avancées.  Menée à travers des observations de l'observatoire en orbite autour de WISE de la NASA, les chercheurs ont examiné pour des  quantités  anormalement élevés dans le  rayonnement infrarouge moyen, qui  auraient pu  marquer une galaxie colonisée.

En 1960, le  physicien Freeman Dyson avait  suggéré que des civilisations extraterrestres très avancés au-delà du système solaire pourraient être détectés par la chaleur résiduelle inévitable qu'ils seraient capables  de produire sous la forme d'émissions dans l'infrarouge moyen.

 REf : “THE Ĝ INFRARED SEARCH FOR EXTRATERRESTRIAL CIVILIZATIONS WITH LARGE ENERGY SUPPLIES. III. THE REDDEST EXTENDED SOURCES IN WISE

Roger L. Griffith1,2, Jason T. Wright1,2, Jessica Maldonado3, Matthew S. Povich3, Steinn Sigurđsson1,2, and Brendan Mullan/The Astrophysical Journal Supplement Series

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Mon commentaire : Freeman Dyson  s ‘est fait connaitre heureusement par d autres travaux plus  utiles !

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4  SEMI ASTRACT  

Cosmic rays illuminate the electric fields that cause lightning

Apr 29, 2015 1 comment

"Throwaway data" from radio telescopes help physicists peer into clouds

De nouvelles informations réalisées  en temps réel sur les champs électriques qui créent la foudre pourraient être obtenu à partir des ondes radio formée s lorsque  de véritables «  douches » de rayons cosmiques traversent les orages. Telle est la conclusion d'une équipe internationale de physiciens, après avoir examiné les données enregistrées par un radiotélescope pendant les orages . L'équipe a vu des changements dans les émissions de radio de particules chargées, qui d après des  modèles informatiques suggèrent qu elles  sont dues à des déviations par les puissants champs électriques  observés dans les nuages ​​d'orage.

Environ 40  éclairs se produisent chaque seconde dans le monde, selon l'imagerie  réalisée  par satellite. Une partie des méfaits de la foudre pourrait être atténuée si nous savions où et quand  elle  va frapper, mais de telles prédictions sont difficiles parce que nous comprenons  très  peu  la façon dont la foudre est créée.  Les orages évoluent rapidement et de manière imprévisible, ce qui rend difficile l’ utilisation  des instruments  fixés sur les fusées ou des ballons pour mesurer les champs électriques énormes qui  se construisent dans les nuages ​​orageux devant une décharge de foudre.

………….La nouvelle recherche adopte une approche différente et étudie la douche de particules créées quand une particule cosmique de haute énergie entre en collision avec un noyau atomique dans l'atmosphère et déclenche une pluie de particules qui vont  pleuvoir vers la Terre. Beaucoup de ces particules sont chargées électriquement et donc  être déviées par le champ magnétique de la Terre. Cette déviation amène les particules à émettre des ondes radio qui peuvent alors  être détectées par un télescope radio.

Selon les calculs effectués en 2010 par Heino Falcke à l'Université Radboud aux Pays-Bas, et ses collègues,  ce sont à la fois la polarisation et l'intensité de ces ondes radio  qui seraient modifiées de façon mesurable par des gradients de champ électrique supérieure à environ 10 kV / m, ce qui est une valeur typique trouvé dans un nuage d'orage.

Bien que ces calculs ont été effectués principalement  pour  aider les astrophysiciens  à filtrer  l'effet des champs électriques sur des études de radio de rayons cosmiques, Falcke et ses collègues ont maintenant rejoint  des  géophysiciens et astrophysiciens pour mesurer le champ électrique dans les nuages ​​orageux en utilisant un télescope de la radio pour la première fois.

Dirigée par l'astrophysicien -Radboud Pim Schellart, l'équipe a passé au crible les données prises en 2011-2014 par le  (LOFAR) radiotélescope aux Pays-Bas  à faible fréquence. Le télescope avait repéré 762 averses  dans cette période, mais seulement environ 60 événements ne pouvaient pas être expliqués par  la déviation magnétique seule. Une analyse plus poussée a identifié 31 de ces événements comme ayant rapport suffisant signal-bruit pour permettre un examen plus complet ….

La recherche est décrite dans Physical Review Letter

“Probing Atmospheric Electric Fields in Thunderstorms through Radio Emission from Cosmic-Ray-Induced Air Showers”

P. Schellart et al./Phys. Rev. Lett. 114, 165001 – Published 24 April 2015

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 Mon commentaire  / les auteurs ajoutent que « L'analyse suggère également que le gradient de champ électrique était de 50 kV / m au sommet du nuage et 27 kV / m dans sa partie inférieure »….. Et je suppose  q u ils décrivent ces cumulonimbus d’orage    de plusieurs milliers de mètres de hauteur  qui  créent les conditions météorologiques favorables à l'accumulation de charges électriques et, par conséquent,  forment un condensateur géant …Plus précisément  encore l a foudre est  ce  phénomène  de décharge  disruptive qui se produit lorsque de l'électricité statique s'accumule entre des nuages d'orage, ou entre un  nuage et la terre. La différence de potentiel électrique entre les deux points peut aller jusqu'à 100 millions de volts et produit un plasma lors de la décharge ; beaucoup de ces décharges  ne sont pas directement visibles mais illuminent les nuages  de l’intérieur …. Le tonnerre , lui , n’est que l’ onde  acoustique  engendrée par la dilatation brutale de l'air surchauffé par l'arc électrique  créé ….Tout bruit de tonnerre a  un coup de  foudre pour origine , même si celle-ci n’est pas directement visible …….

16:18 Écrit par olivier-4