LE MONDE selon la Physique (PHYSICS WORLD COM ) may 2
Puisque le mois de mai s’achève je vous présente les résumés des nombreux articles parus et traduits par mes soins et il en aura encore pour une 3 ème tranche !
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1 Un boite quantique a comptage d électrons
Un quantum dot métallique ( une « boite quantique ») pris en sandwich entre deux supraconducteurs - et qui fonctionne comme un tourniquet électronique, ne permettant le passage que d’ un électron à travers à la fois – vient d’être mis au point par des chercheurs en France, en Russie et en Finlande. En conduisant une tension alternative à travers le dispositif, les chercheurs peuvent contrôler l'effet tunnel d'électrons dans et hors du quantum dot . Bien que de tels tourniquets aient été déjà réalisés avant, c'est la première fois où des électrons à un seul niveau d'énergie quantique sont autorisés à passer à travers. Cela, disent les chercheurs, rend l'appareil idéal pour des applications quantiques en métrologie.Superconducting quantum-dot turnstile singles out electrons
May 5, 2016Device could be used for quantum-metrology applications
La capacité de contrôler le flux de courant vers le bas au niveau d'un seul électron a été une réalisation récente et majeure en physique de la matière condensée. En effet, la production et le contrôle des électrons uniques au sein d'un circuit sur une puce a de nombreuses applications, depuis la nanoélectronique jusqu’ à l’ optique électronique et même les technologies quantiques. Dans la plupart des sources de courant quantique, les électrons sont envoyés en file indienne le long d'un conducteur en utilisant la force de Coulomb de répulsion entre les électrons.
Mais le nouveau tourniquet - développé par Clemens Winkelmann et David van Zanten de l'Université de Grenoble, en France, en collaboration avec des collègues en Russie et en Finlande - utilise le dot quantique comme « île de séjour » et évite a d’autres électrons de se faufiler sur les cotés
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Mon commentaire : il est très favorable car j’estime que la maitrise du comportement d’un électron isolé permet des manips de métrologie bien plus précises
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2 : les physiciens découvrent un nouvel état de la molécule d’eauPhysicists discover new state of the water molecule
May 6, 2016 5 commentsHydrogen atoms smear out into rings when water is confined in tiny channels
Lorsque les molécules d'eau sont emprisonnées dans des canaux minuscules , elles existent dans une superposition quantique floue en six configurations différentes et qui offrent peu de ressemblance avec la structure d'une molécule libre. Telle est la conclusion de physiciens aux États-Unis et au Royaume-Uni, qui ont utilisé la diffusion des neutrons pour cartographier les emplacements des atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau emprisonnées dans le minerai de béryl - en révélant ainsi qu’entre les atomes s exerce un effet tunnel sur les six configurations. Les chercheurs ont également trouvé des preuves que, contrairement à l'eau normale, une molécule ainsi piégée a un moment électrique dipolaire nul. La recherche pourrait faire la lumière sur la façon dont l'eau se comporte lorsqu'elle est confinée à des espaces minuscules, comme dans les membranes des cellules vivantes.
L’effet tunnel est un phénomène de pure mécanique quantique par lequel une particule peut passer à travers une barrière d'énergie sans avoir suffisamment d'énergie pour grimper par-dessus la barrière. Les chercheurs ont déjà vu des atomes d'hydrogène passer par effet tunnel d'une partie d'une molécule à l'autre. Dans les groupes méthyle et d'ammoniac, par exemple, l'effet tunnel se présente comme une rotation d'atomes d'hydrogène autour d'un axe moléculaire. Alexander Kolesnikov du National Laboratory et ses collègues aux États-Unis et au Royaume-Uni Oak Ridge ont repéré des atomes d'hydrogène à effet tunnel dans les molécules d'eau simples qui sont piégées dans des canaux minuscules dans le béryl minéral cristallin.
Mon commentaire : Ce travail est très intéressant et doit amener a une compréhension accrue de la migration de l’eau a travers les membranes biologiques ou partiellement perméables ;je recommande de lire les commentaires anglais ;;;;Toutefois ce qui m’étonne est la disparition du moment dipolaire grâce a cette supersymetrie en deux v opposés ( voir figure)
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3 :Une nouvelle horloge nucleaire possible au thorium 229
Elusive nuclear-clock transition spotted in thorium-229
May 9, 2016 1 commentDiscovery could lead to much more precise frequency standards
Une horloge nucléaire qui serait la plus précise de toutes les horloges atomiques disponibles aujourd'hui pourrait bientôt être une réalité, grâce à une découverte faite par les physiciens en Allemagne. L'équipe est la premiere à détecter une transition de faible énergie cruciale dans le noyau de thorium-229, qui pourrait être utilisée pour créer une nouvelle norme de fréquence. Bien que la transition doit être située plus précisément avant qu'elle ne puisse constituer la base d'une horloge, les résultats fournissent la première confirmation expérimentale directe que la transition insaisissable existe à peu près à la même énergie, qu il a été prévu de rencontrer.
Les meilleures horloges atomiques disponibles aujourd'hui pourraient laisser dériver le temps à moins d'une seconde si on les laissait courir pour 13 milliards d'années - l'âge actuel de l'univers. Ces horloges fonctionnent en gardant un laser en résonance avec les transitions électroniques entre les niveaux d'énergie dans les atomes ou d'ions - avec des «tic-tacs » de l'horloge par la fréquence de la lumière laser. La limitation la plus importante sur la performance de l'horloge est de savoir comment le dispositif est sensible aux interférences des champs électromagnétiques parasites …Les noyaux sont des centaines de milliers de fois plus petits que les atomes et liés ensemble beaucoup plus étroitement - et cela rend les transitions nucléaires moins sensibles aux champs électromagnétiques externes.
Il a longtemps été un objectif pour certains membres dans la communauté de la métrologie de pouvoir produire une «horloge nucléaire» en bloquant un laser sur une transition nucléaire. Le problème est que les transitions nucléaires ont tendance à se produire à des énergies qui sont des milliers, voire des millions de fois plus grande que les photons produits par les lasers d'aujourd'hui. Cependant, la transition entre l'état fondamental du noyau de thorium-229 et un état excité (appelé Th-229m) devrait avoir seulement environ 7,8 eV en énergie. Ceci correspond à l'énergie des photons ultraviolets, qui peut être généré par laser.
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Mon commentaire : Ce travail est dirigé par une équipe très copieuse dirigée par Peter Thirolf et demande à être finalisé avec grande précision vu la faible valeur de la transition énergétique observée : consulter sur « Nature »la publication originale (Direct detection of the 229Th nuclear clock transition :Lars von der Wense, Benedict Seiferle, Mustapha Laatiaoui, Jürgen B. Neumayr, Hans-Jörg Maier, Hans-Friedrich Wirth, Christoph Mokry, Jörg Runke, Klaus Eberhardt, Christoph E. Düllmann, Norbert G. Trautmann & Peter G. Thirolf
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4 : Les recherches d’univers parallèles se focalisent sur les neutrons
Les premiers résultats d'un détecteur conçu pour rechercher des preuves de particules qui nous parviendraient d'un univers parallèle viennent d’être dévoilées par des physiciens en France et en Belgique. Bien qu'il s’agisse d’une manip a blanc , les chercheurs disent que leur expérience fournirait un moyen simple et peu coûteux de test des théories au-delà du modèle standard de la physique des particules, et que le détecteur pourrait être beaucoup plus sensible à l'avenir.Parallel-universe search focuses on neutrons
May 10, 2016 15 commentsParticles could be in a superposition of different branes, say physicists
Un certain nombre de théories quantiques sue la gravité cherchent à prédire l'existence de dimensions au-delà des trois de l'espace et une du temps , que nous connaissons. Ces théories envisagent notre univers comme une surface 4D ou comme «branes» dans un espace-temps "d’un ensemble " de dimension supérieure, tout comme une feuille de papier 2D peut exister en tant que surface 2D dans nos trois dimensions spatiales normales. L « ensemble » pourrait alors contenir plusieurs membranes séparées les unes des autres par une certaine distance à l'intérieur de ces dimensions supérieures.
Les physiciens n’ont trouvé aucune preuve empirique de l'existence d'autres branes. Cependant, en 2010, Michaël Sarrazin de l'Université de Namur en Belgique et Fabrice Petit du Centre de recherche en céramique belge ont présenté un modèle montrant que les particules normalement piégées dans une brane doivent parfois être en mesure de passer par un effet tunnel de mécanique quantique dans un brane adjacent. Et ils assument que les neutrons devraient alors être plus touchés que les particules chargées parce que cet effet tunnel serait plus entravé par lorsqu’ il y a des interactions électromagnétiques
Les chercheurs ont fait équipe avec des physiciens de l'Université de Grenoble en France et d'autres à l'Université de Namur pour mettre leur modèle à l'épreuve. Cela impliquait la mise en place d'un détecteur d'hélium-3 à quelques mètres du réacteur nucléaire à l'Institut Laue-Langevin (ILL) à Grenoble, puis à enregistrer le nombre de neutrons, qu il a intercepté. L'idée est que les neutrons émis par le réacteur existeraient dans une superposition quantique d'existence dans notre brane et d'existence dans un brane adjacent (en laissant de côté l'effet de branes plus éloignés). Les fonctions d'onde des neutrons tomberaient dans l'un ou l'autre des deux Etats en cas de collision avec des noyaux dans le modérateur à eau lourde qui entoure le coeur du réacteur.
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Mon commentaire : je ne développe pas davantage mon résumé car certains d’entre vous se refusent par avance à cette hypothèse théorique de branes et d’ensembles de N dimensions …..C ‘est de la science-fiction pour Princeton disent-ils ! Toutefois comme le forum sur la publication anglaise est très copieux et conteste d’ailleurs le principe de la manip a cause de la statistique des neutrons de l’hélium 3 ( ASGHAR) , je vous conseille de le consulter en anglais en cliquant sur mon titre qui sert de lien
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Les plans pour un faisceau de rayons gamma entraîné par laser sont dévoilés par des physiciens
Plans for a laser-driven gamma-ray beam are unveiled by physicists
May 11, 2016 2 commentsSimulations show how electrons zigzagging in a magnetic field could generate megaelectronvolt
Un faisceau collimaté de photons gamma pourrait être créé par le tir d'impulsions laser intenses dans une cible en matière plastique spécialement conçue. C'est la demande des physiciens de l'Université du Texas à Austin, États-Unis, dont les simulations informatiques suggèrent que les électrons libérés lorsque l'impulsion frappe la cible seront accélérés dans les trajectoires en zigzag le long des lignes de champ magnétique. Les électrons seraient donc susceptibles émettre un rayonnement synchrotron dans la direction du faisceau laser - un effet qui pourrait être utilisé pour faire des sources de rayons gamma pulsés de puissance en dizaines de térawatts
En tirant des impulsions laser intenses sur une cible on déchire des électrons de leurs atomes constitutifs, il y a la création d'un plasma avec un énorme gradient de champ électrique qui peut être des milliers de fois supérieur à celui généré par les accélérateurs de particules classiques. Ce gradient accélère les électrons à des énergies de plusieurs gigaélectronvolts…… et Alexey Arefiev et ses collègues vient de montrer que - dans les bonnes conditions - ces électrons vont émettre de la lumière synchrotron à des énergies gamma lorsqu’ils se courbent autour des lignes de champ d'un champ magnétique très fort.
Le champ magnétique est généré par les électrons se déplaçant rapidement dans le plasma et les simulations informatiques de l'équipe suggèrent qu'il peut être aussi fort que 0,4 × 10¨^6 T. Ceci est environ 100.000 fois plus fort que les champs magnétiques utilisés au cours d'une résonance magnétique ? en Imagerie médicale (IRM) et se met sur un pied d'égalité avec le champ magnétique à la surface d'une étoile à neutrons. Arefiev et ses collègues disent que la technique pourrait être utilisée pour générer des impulsions de rayons gamma avec des énergies de plusieurs mégaélectronvolts. Les impulsions pourraient atteindre des intensités de dizaines de térawatts et pourraient être générées en utilisant les lasers pulsés. petawatt existants
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Mon commentaire : La encore je suis tenu de dire :si vos calculs disent telle chose , qu’attendez-vous alors pour le vérifier en faisant la manip ! VOUS CHERCHEZ DES ESCLAVES EXPERIMENTATEURS !?????
ASGHAR fait lui la remarque suivante : « Complete system!
It is quite interesting to know that the laser based 'electron laser' produces and accelerates the electrons whose motion creates a magnetic field, where the electrons wiggle to produce the high energy x-rays called gamma-rays unlike the normal "electron laser" based on an accelerator coupled to a series of magnet-wigglers to produce a coherent beam of x-rays.”
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6 Par des impulsions lumineuses ultrarapides on peut conduire un collisionneur à quasi particules
Ultrafast light pulses drive quasiparticle collider
May 12, 2016 2 commentsFemtosecond resolution of collision dynamics achievedLes premier collisions contrôlées de quasi particules au sein d'un solide ont été réalisées par un groupe international de physiciens. En tirant une impulsion laser sur un semi-conducteur, le groupe a créé des excitons c’est à dire des paires de trou d’électron liées entre elles par l'intermédiaire d'une attraction électrostatique. Cette nouvelle technique expérimentale pourrait résoudre l’étude de la dynamique de la collision à environ deux femtosecondes. Les chercheurs prédisent que, en dehors de l'amélioration de notre compréhension de la physique fondamentale des excitons, la technique ouvrirait la porte à l'étude de la dynamique rapide des interactions de quasi particules dans les solides. Il pourrait même être utilisé pour concevoir des dispositifs à semi-conducteurs à l'avenir.
Ces quasi particules tels que l'exciton sont des configurations de particules qui ont un comportement collectif distinct. C’ est l’analogue d’ une bulle de gaz dans l'eau, dit Mackillo Kira à Philipps-Universität Marburg en Allemagne. En décrivant le comportement de ces bulles, il est plus facile de traiter la bulle comme une seule particule "plutôt que de considérer l'ensemble des molécules d'eau à la fois", dit-il. De même, ces quasi particules sont un moyen plus éclairant d'étudier le comportement en vrac des semi-conducteurs et d'autres solides par rapport aux électrons individuels. Ces interactions des quasiparticules sont souvent utilisés pour expliquer les propriétés des matériaux tels que la résistivité, la capacité de la chaleur et de la supraconductivité.
Mon commentaire : j’ai déjà résumé ici des travaux divers sur les paires de lacunes corrélées qui sont l’autre terme pour designer ces quasi particules ….. Le travail est intéressant mais très prospectif
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7 La recherche de ICE CUBE sur les neutrinos stériles ne donne rien
IceCube's search for sterile neutrinos draws a blank
May 13, 2016 1 commentMeasurement at the South Pole rules out previous potential sightings of the hypothetical particles
Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve de neutrinos stériles dans la valeur des données de l'Observatoire IceCube Neutrino au pôle Sud depuis deux ans. La collaboration scientifique internationale qui conduit le détecteur indique que les résultats jettent de sérieux doutes sur l'existence de ces particules hypothétiques.
Enterré sous la glace à la station polaire Amundsen-Scott, IceCube est conçu pour rechercher des particules de haute énergie de l'espace, y compris les rayons et les neutrinos cosmiques. Il se compose de 5160 capteurs de lumière suspendus sur 86 chaînes dans 1 km3 de glace. Quand une particule interagit avec la glace , il peut créer des éclairs de lumière qui sont ensuite détectés. En 2013, la collaboration IceCube avait annoncé la première détection jamais obtenue de neutrinos cosmiques.
Les neutrinos sont des particules sans charge électrique et sont connus en trois "saveurs": électron, muon et tau. Ils ont été initialement pensés pour être dépourvus de masse, mais la découverte qu'ils pouvaient changer, ou "osciller" entre différentes saveurs a suggèré qu'ils ont de la masse. Il y a beaucoup de physiciens qui ne comprennent pas les neutrinos, et certains résultats expérimentaux sont difficiles à concilier avec le modèle à trois neutrinos. Mais l'existence d'un quatrième type de neutrino, un neutrino stérile, pourrait fournir une porte dexplication differente ….
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Mon commentaire : Un résultat complètement négatif reste un résultat intéressant ….avant d’enterrer complétement le neutrino stérile j’aimerais savoir si les labos continuent de rechercher la possibilité d’observation de la double désintégration beta , sans production de neutrinos
J’aimerais savoir aussi si la manip de mesure de masse (allemande) du neutrino électronique a donné un resultat
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mardi 31 mai 2016
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