08/07/2015
LE MONDE SELON LA PHYSIQUE (PHYSICS WORLD ) JUILLET 2015 1ERE PARTIE
AUJOURDHUI TROIS RESUMES SEULEMENT
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Frequency combs smooth out optical-fibre signals
Jun 25, 2015
Research could mean higher bandwidth for optical fibres, and so more data
Résumé
Une nouvelle technique pour réduire l'effet du bruit dans les câbles à fibres optiques, en adaptant les signaux par une sorte de compensation à l'avance, vient d’être démontrée par des chercheurs américains. L'équipe a augmenté la puissance maximale possible - et, par conséquent, la distance - à laquelle des signaux optiques peuvent être envoyés à travers les fibres. Cette technique pourrait être mise en œuvre dans les fibres optiques existantes et qui transportent l'information dans le monde entier, renforçant ainsi considérablement leur capacité, et pourrait être ainsi une première étape vers un Internet plus rapide.
L’un des nombreux avantages de l'utilisation de fibres de fibre optique pour transmettre des données, est que les photons n’interagissent pas de manière significative , de sorte que des signaux optiques multiples peuvent voyager sur la même ligne. Cependant, tandis que le signal se propage, le « bruit » arrive à s’y glisser progressivement, ce qui crée des "diaphonies" ( des traces d interférences )entre les signaux. Pour réduire la diaphonie et empêcher les signaux de se perdre dans le bruit, les ingénieurs sont conduits à ne pas compresser et trop rapprocher différents signaux dans un seul canal, ou bien ne pas reduire l'espacement des canaux en fréquence de trop près et c est tout cela qui limite la capacité d'une fibre.
Le bruit provient de deux origines principales. Tout d'abord, des amplificateurs sont espacés régulièrement le long des fibres pour « régénérer »le signal dans sa propagation. La réduction du nombre d'amplificateurs au strict nécessaires est le remède !. Cependant, un autre type de bruit est provoqué par le fait que l'indice de réfraction de la silice ( où l’onde se déplace ) n’est pas parfaitement linéaire, ce qui crée des harmoniques élevées c’est à dire des signaux qui interfèrent les uns avec les autres. Ce type de bruit devient pire à des niveaux de puissance plus élevés. A l opposé du bruit aléatoire des amplificateurs, le bruit d'interaction non linéaire est déterministe. D’où l’idée en principe, de moduler les signaux à l'avance pour compenser. Cependant, jusqu ici les efforts de divers groupes pour atteindre cet objectif avaient rencontré peu de succès. "Un système a typiquement environ 30 à 200 canaux optiques, chacun transmis par un laser indépendant», explique le physicien Nikola Alic, de l'Université de Californie, San Diego. "Ces lasers sont loin d'être parfaits: leur fréquence exacte présente une certaine tolérance, et en outre, ils errent dans la fréquence au fil du temps.".Du fait de cette incertitude dans les fréquences des canaux, il est impossible de calculer le bruit d'interaction non linéaire exactement et de le compenser de manière efficace. En Août de l'année dernière, Alic et ses collègues ont proposé l'aide d'un peigne de fréquence - dans lequel un laser produit sa série d'impulsions avec des fréquences équidistantes qui agissent comme un "chef de nage »pour des rameurs- et induit chaque canal à utiliser une autre dent du peigne. S’ il se produit des modifications de fréquence fondamentale du laser, toutes les dents du peigne se déplacent « au pas cadencé » !, La fréquence relative elle ne change pas et l'interaction non linéaire est non affectée
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MON COMMENTAIRE : Bien sur , les peignes de fréquences sont déjà connus en métrologie Pour ceux qui s’intéressent vraiment à la physique en venant me lire j’ai mis une photo qui explique comment l’intensité d’un laser vulgaris se « balade » autour de sa fréquence moyenne et comment on peut structurer sa puissance par ce qu’ on appelle on mode bloqué ….
In practice, L is usually much greater than λ, so the relevant values of q are large (around 105 to 106).
Bien entendu je suis très favorable à cet usage en fibre optique télécom . Mais tout reste à faire après cet article !Les gammes d’utilisation , les gains en diminution de bruit , les gains en puissances maxi , les budgets etc
Reference : Science : Overcoming Kerr-induced capacity limit in optical fiber transmission
E. Temprana1, E. Myslivets, B.P.-P. Kuo, L. Liu, V. Ataie1, N. Alic,*, S. Radic
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2 :
Could lasers guide and control the path of lightning?
Jun 26, 2015 2 comments
New method to steer electric discharges around an obstacle uses laser beams
Résumé
Des décharges électriques peuvent être contrôlées et guidée s le long de chemins complexes et même contourner des obstacles, en utilisant un certain type de lasers, selon le dernier travail effectué par une équipe internationale de chercheurs.Des décharges de la foudre, et sur une échelle beaucoup plus petite, les petits arcs électriques utilisés dans toutes sortes de choses , depuis l'éclairage jusqu’aux moteurs à combustion,etc . tous, suivent des trajectoires très imprévisibles. La nouvelle méthode montre que les lasers peuvent non seulement être utilisés pour guider les décharges suivant des lignes droites, mais également suivant des arcs et des formes en s . Un plus grand contrôle sur ces chemins d'évacuation des charges electriques pourrait ouvrir une variété d'applications potentielles, y compris dans les dispositifs industriels d'usinage et de systèmes de paratonnerre.
Notre capacité à contrôler la trajectoire exacte de ces courants est limitée - même entre les points fixes de deux électrodes les arcs sont imprévisibles, affectés par divers facteurs de température de l'air à la présence de la matière pré-ionisé.
La recherche, cependant, a déjà montré une méthode de contrôle des rejets grâce à l'utilisation de faisceaux laser. Ceux-ci peuvent ioniser un chemin dans l'air, en abaissant localement la densité du gaz par chauffage et en créant ainsi un guide pour la décharge le long de laquelle la tension de claquage.est réduite
" Le contrôle de la ventilation de gaz et la décharge électrique associée à des faisceaux laser s’avère extrêmement attrayant», explique Matteo Clerici, physicien à l'INRS et de l'Université Heriot-Watt. Les développements récents en physique optique ont apporté de nouveaux types de faisceaux laser "non-diffractant" avec des propriétés intéressantes …. Fabriqué à partir de différentes lentilles, ces faisceaux ne sont pas concentrées sur un seul point, comme avec un laser concentré focalisé.
Clerici et ses collègues se demandaient si ces propriétés inhabituelles pouvaient être appliquées à des décharges électriques pour une sorte de guidage. Pour vérifier leur hypothèse, les chercheurs ont tiré avec différents faisceaux laser entre deux électrodes à fil, placés à cinq centimètres de distance, entre lesquels une haute tension (de 15 kV) a ensuite été appliquée. Des photographies des ont été prises, montrant à la fois la fluorescence initiale induite par ionisation le long du laser, ainsi que le trajet de la décharge ensuite
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MON COMMENTAIRE / Voilà de l’amusante physique de laboratoire !Ceci dit le développement industriel de ce travail me semble très limité .Et dans la Nature les effets d’ondes de choc , d air humide ionisé etc sont peu maitrisables ; je ne vois pas un dispositif a laser au dessus du paratonnerre de votre maison de sitôt !!!!!Et pour protéger un objet une cage de FARADAY me semble plus rentable !
Leurs références : Science Advances.
Laser-assisted guiding of electric discharges around objects:Matteo Clerici,*, Yi Hu, Philippe Lassonde, Carles Milián, Arnaud Couairon Demetrios N. Christodoulides ,Zhigang Chen, Luca Razzari,
François Vidal, François Légaré, Daniele Faccioand ,Roberto Morandotti,
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3
Quantum cryptography set for lift-off
Jun 29, 2015
Quantum cryptography set for lift-off
Jun 29, 2015
Satellite transmits qubits to the Earth's surface
RESUME
Échanger des messages avec une sécurité presque totale en exploitant les lois étranges de la mécanique quantique devrait à l'avenir devenir possible à l'échelle mondiale. Telle est la conclusion de physiciens en Italie, qui ont constaté que les très délicats États nécessaires pour le développement de la cryptographie quantique peuvent être transmis par faisceau laser depuis un satellite en orbite jusqu’ à un récepteur sur la surface de la Terre. Les chercheurs disent que la technologie relativement simple nécessaire à un tel cryptage pourrait même être incorporé dans les satellites de communication classiques.
La cryptographie quantique implique que deux parties partagent une clé secrète qui est créée en utilisant les états de particules quantiques tels que les photons. Les parties communicantes peuvent alors échanger des messages par des moyens classiques, en principe avec une sécurité complète, en les chiffrant avec la clé secrète. Toute espion essayant d'intercepter la clé révèlerait automatiquement sa présence en détruisant les états quantiques.
Ces systèmes cryptographiques sont déjà produits dans le commerce, mais ils utilisent des câbles à fibres optiques. Les pertes dans les câbles ont pour effet de limiter la distance sur laquelle les clés quantiques peuvent être envoyées à environ 100 km, et la distance ne peut pas être augmentée en utilisant des répéteurs, comme cela est le cas avec les données classiques, car il est impossible de réaliser l'amplification nécessaire. Alternativement, des bits quantiques ou qubits,, peuvent être transmis à travers l'atmosphère, mais cette approche a une limite de distance similaire imposée par la courbure de la Terre.
Voil0 le point où les satellites pourraient aider. Un seul satellite, par exemple, pourrait être utilisé pour envoyer des données quantiques à deux personnes sur la surface de la Terre pour permettre à ces personnes de partager une clé secrète. À ce jour, cependant, aucun dispositif capable de générer ou détecter des états quantiques - tels que des photons uniques –n’ a été placé en orbite.
Paolo Villoresi de l'Université de Padoue et ses collègues ont adopté une approche créative de ce problème en utilisant l'Observatoire Allant Matera laser dans le sud de l'Italie. Cette installation dirige habituellement des impulsions laser sur des satellites passant puis mesure les impulsions réfléchies afin de mesurer les minuscules variations du champ gravitationnel de la Terre. En 2008, l'équipe de Villoresi a travaillé avec un groupe de physiciens de l'Université de Vienne pour faire rebondir de très faibles impulsions laser à partir d'un satellite, puis ils ont montré que moins d'un photon par impulsion avait pu être détecté sur le sol ….
Dans sa dernière recherche, le groupe italien a fait mieux, montrant qu'il était possible de préserver l'état de polarisation de ces photons. Cela est essentiel pour la cryptographie quantique, car elle joue avec la propriété de polarisation - c’est à dire l'orientation de l'oscillation de l’onde - polarisation est utilisée pour définir la valeur des qubits qui composent une clé quantique.
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MON COMMENTAIRE / Je m’en tiens à un résumé très drastique de leur travail .Il me semble que c’est le genre d’utilisation que les militaires recherchent pour que leurs satellites espions renvoient leur données avec des clefs quantiques encore plus inviolables que celles de l’ENIGMA … Donc ce genre de progrès ne me passionne pas outre mesure ! Je ne réussis pas à me sentir ni dans la peau d’ALAN TURING ni dans celles de JAMES BOND !
, leur reference : Experimental Satellite Quantum Communications (ARXIV)
Giuseppe Vallone, Davide Bacco, Daniele Dequal, Simone Gaiarin, Vincenza Luceri, Giuseppe Bianco, Paolo Villoresi(Submitted on 16 Jun 2014)
A suivre
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4
16:11 Écrit par olivier-4 | L
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