Le Monde selon la Physique :: Physics World com: dec 2016 -2ème partie-2
Encore des traductions complètes pour la fin de décembre 2016____________________________________________________1Magnetic switch controls heat
Joäo Ventura et ses collègues de l'Université de Porto ont mis au point un nouveau commutateur magnétique qui contrôle les flux de chaleur. Au cœur se trouve un conteneur cylindrique qui est environ trois quarts rempli d'un nanofluide magnétique - une substance qui contient des particules magnétiques de taille nanométrique et se déplace en présence d'un champ magnétique appliqué. Le côté du récipient est thermiquement isolé et le haut et le bas sont coiffés avec un matériau qui est un bon conducteur de la chaleur. Dans la position d'arrêt, le nanofluide absorbe la chaleur du fond du cylindre, mais la majeure partie de cette chaleur est incapable de passer à travers l'espace au sommet. Pour mettre l'interrupteur en position on, un champ magnétique est appliqué le long de l'axe du cylindre. Cela induit le nanofluide à sauter et entrer en contact avec le haut du cylindre - permettant à la chaleur de transférer depuis le nanofluide à la partie supérieure du cylindre. L'équipe a fabriqué deux commutateurs prototypes - l'un avec un cylindre de 1 cm de haut et l'autre de 3 cm - qui ont été testés avec un gradient de température de 35 ° C. Ils ont constaté que le plus petit commutateur fonctionnait efficacement à des fréquences de commutation jusqu'à 30 Hz, tandis que le plus grand dispositif a commencé à battre pavillon à environ 10 Hz. L'équipe a également été en mesure de contrôler la température d'une LED à l'aide de l'un de leurs commutateurs. Le dispositif est décrit dans Nano Energy et pourrait un jour être utilisé pour s'assurer que les piles à combustible, les cellules solaires et d'autres dispositifs fonctionnent à leurs températures optimales.MON COMMENTAIRE / Mr TOUT LE MONDE n’arrête pas de voir passer des plaintes sur ces nanoparticules , dangereuses pour la santé etc. ….alors pour une fois , moi ,j’ai trouvé astucieuse cette utilisation des nano fluides comme interrupteur calorifique et comme PHYSICS WORLD n’en donnait aucune photo je suis allé la chercher sur l’article original de Nano énergy et vous voyez que ça fonctionne !________________________________________________________
2 :Les antiatomes donnent leur premier spectre optiquecsAntiatoms yield their first optical spectrum
Dec 19, 2016 5 commentsResult paves the way to high-precision tests of matter-antimatter asymmetry19 déc. 2016 5 commentairesPhoto de quelques membres de la collaboration ALPHAAnti-spectroscopistes: quelques membres de la collaboration ALPHALa première mesure d'une transition atomique dans un antiatome a été faite par des chercheurs travaillant dans le cadre de la collaboration ALPHA au CERN à Genève. L'équipe a mesuré la fréquence d'une transition spécifique dans l'antihydrogène, lequel consiste en un positron (un anti-électron) lié à un antiproton. Bien que le résultat ne soit pas différent de celui mesuré pour l'hydrogène normal, le groupe pense que des versions plus sensibles de son expérience pourraient un jour révéler une nouvelle asymétrie matière-antimatière dans la nature.La transition en question se situe entre les états 1s (basique) et 2s (excités) de l'anti hydrogène. Ce processus pourrait être sensible à une violation de ce que l'on appelle la symétrie de charge, de parité et d'inversion de temps (CPT). Ce dernier indique que le comportement de tout système physique reste inchangé sous l'inversion combinée de la charge, des coordonnées spatiales et du temps. Bien que cette symétrie CPT ait un soutien théorique solide, les expérimentateurs sont néanmoins disposés à la mettre à l'épreuve. Sa violation, par exemple, pourrait expliquer pourquoi l'univers aujourd'hui semble consister presque entièrement en matière - même si des quantités égales de matière et d'antimatière ont été présumées avoir été produites pendant le Big Bang. En effet ,"D'autres symétries jugées inviolables ont été rompues auparavant", note le porte-parole de l'ALPHA, Jeffrey Hangst de l'Université d'Aarhus au Danemark.ALPHA, comme un certain nombre d'autres expériences d'antimatière menées au CERN, prend ses antiprotons sur l'Antiproton Decelerator du laboratoire, puis ralentit et refroidit les particules avant de les combiner avec des positrons refroidis à partir d'une source de sodium-22. Les atomes sous-kelvin résultants de l’antihydrogène sont alors piégés - grâce à leurs minuscules moments dipolaires magnétiques - dans un puits de potentiel créé par l’entrecroisement prudent de plusieurs champs magnétiques.Pour effectuer leurs mesures spectroscopiques, Hangst et ses collègues tirent un faisceau laser dans le piège magnétique et le laissent rebondir plusieurs fois entre deux miroirs. La fréquence du laser est accordée à environ la moitié de celle de la transition 1s à 2s en hydrogène normal. C'est parce que la transition implique l'absorption de deux photons, et sa fréquence précise est déterminée dans une certaine mesure par la présence du magnétisme de piégeage. Certains des antiatomes devraient alors être excités et sortir du piège à la suite de l'un des deux mécanismes - soit par absorption d'un troisième photon pour devenir ionisé, soit par subir une inversion de spin . Les chercheurs répètent ensuite le processus avec le laser accordé à différentes fréquences, ainsi que sans laser du tout.En effectuant la totalité de la procédure 11 fois, le groupe a constaté qu'en moyenne un peu moins de 60% des antiatomes ont quitté le piège avec le laser accordé à la transition 1s-2s, alors qu'aucun antiatome (dans les limites de l'erreur statistique) n’a été éjecté à une fréquence différente ou lorsqu'on a mis hors tension. Les chercheurs disent que les antiatomes ont subi la transition à la fréquence attendue et ne se comportent donc pas différemment de l'hydrogène normal.Bien que le résultat ne menace pas la symétrie du CPT, Hangst soutient que ceci témoigne de l'énorme progrès technique qui a été réalisé dans le domaine de la recherche sur les antiatomes - d'abord en produisant des atomes d'antihydrogène, puis en les refroidissant et enfin en les piégeant. En particulier, son groupe a récemment fait des progrès dans deux domaines. Ils ont piégé un nombre significatif d'antiatomes simultanément - de environ un à environ 14 dans l’espace de la dernière année. Ils ont également créé une cavité résonnante autour du piège magnétique afin de stimuler l'intensité de la lumière laser jusqu’au point où elle pourrait interagir avec les très rares antiatomes restés présents.Le succès d'ALPHA a été loué par d'autres groupes d'antimatières du CERN. Ryugo Hayano de l'Université de Tokyo et porte-parole de l'expérience ASACUSA, décrit la recherche comme «un jalon très important», tandis que Michael Doser, porte-parole de l'AEgIS, dit qu'il constitue la «salve d'ouverture dans les mesures spectroscopiques de précision de l'antihydrogène».Tous reconnaissent cependant qu'il ne sera pas facile d'accroître la précision obtenue dans les travaux les plus récents par les cinq ordres de grandeur nécessaires pour arriver à correspondre à la sensibilité déjà obtenue dans les mesures spectroscopiques de l'hydrogène ordinaire. Doser dit qu'il y aura "de nombreux défis" dans ce domaine, y compris la façon de préparer des antiatomes à des températures de l ordre du millikelvin, afin que plus d'entre eux puissent être piégés magnétiquement, et comment mieux réduire ou différencier l'effet des champs magnétiques sur les niveaux d'énergie des antiatomes. Mais il ajoute que ALPHA a été "très efficace pour trouver des solutions" à tous les problèmes techniques qu'ils ont rencontrés à ce jour.Hangst dit que la prochaine étape de la collaboration sera de tracer la forme de la résonance 1s-2s lorsque le dispositif antiproton Decelerator sera actionné au printemps prochain. Jusqu'à présent, lui et ses collègues n’ont fait des mesures que dans un sens .En effet, Gerald Gabrielse de l'Université Harvard aux États-Unis, porte-parole de l'expérience ATRAP, déclare: «J'attends avec impatience le jour où ALPHA ou ATRAP finira par tracer une ligne de résonance 1s-2 complète avec une précision significative». Il ajoute que son groupe a commencé à travailler à cette spectroscopie de l’antihydrogène dix ans plus tôt que ATHENA (le prédécesseur de ALPHA), en disant que son "plaisir parental" de ce dernier travail est "seulement tempéré par la douleur que je ressens dans ATRAP ne pas obtenir le Premier résultat suggestif ".Cependant, selon Walter Oelert de l'Université de Mainz en Allemagne, qui a dirigé l'équipe qui a produit les premiers antiatomues, le concours pour une plus grande précision reste très vif. "Il n'est nullement évident que la collaboration atteindra d'abord la cible 10^-15," dit-il, "bien que ALPHA puisse déjà célébrer la première étape."La recherche est rapportée dans Nature.A propos de l'auteurEdwin Cartlidge est un écrivain scientifique basé à RomeMON COMMENTAIRE /Je me réjouis de leur résultat ! Et encore plus d’entendre les équipes américaines d’ATHENA se plaindre d’être doublées sur le sujet !Après tout , n’est-ce pas de leur propre faute si les USA ont choisi de ne pas rentrer dans la constitution initiale du CERN en 1954 et d' en être seulement depuis 1997 « a status observer » ( un voyeur quoi !)Voici le commentaire du sage M. Asghar“Impressive work by the CERN-group on the excitation of the state in the anti-hydroge atom, whose energy has to be same as that for the hydrogen atom, because this the basic need of the Dirac equation. As to the CP-violation for the matter and anti-matter asymmetry in Nature, it has to happen through some involved thermodynamical process sometime during the evolution of the universe.”Mais bien entendu ceux qui contestent la prééminence des matières sur les antimatières et voient des positrons partout en seront fâchés !!!!_________________________________________________3Tiny radio is based on diamond defects
Une mini radio fonctionne sur des défauts du diamantPhoto du récepteur radio à base de diamantDiamond FM: le récepteur utilise des réserves d'azoteUn récepteur radio basé sur des défauts présents à l'échelle atomique dans le diamant a été dévoilé par des physiciens à l'Université Harvard aux États-Unis et à Element Six au Royaume-Uni. Le dispositif utilise des espaces vacants d'azote (NV) dans lesquels deux atomes de carbone adjacents dans un cristal de diamant sont remplacés par un atome d'azote et un site de réseau laissé vide. Les NV sont utiles parce qu'elles ont un spin électronique extrêmement bien isolé du réseau environnant. Une NV émettra également une lumière fluorescente lorsqu'elle sera excitée par un laser - et ces propriétés rendent les NVs très attrayantes pour les physiciens qui tentent de construire des ordinateurs quantiques. Pour créer leur récepteur, Harvard Marko Loncar et ses collègues utilisent un laser vert pour «pomper» une collection de NV dans un état d'énergie excitée. Lorsqu'une NV pompée est soumise à des ondes radio, elle émet une lumière rouge qui est ensuite capturée par un photodétecteur et convertie en un signal électrique. Le système s’est montré capable de recevoir un signal modulé en fréquence (FM) sur une fréquence porteuse de 2,8 GHz. Le récepteur peut être accordé sur une plage de fréquences de 300 MHz en appliquant un champ magnétique externe aux spins NV. L'équipe affirme que des signaux audio "de haute qualité" à des fréquences allant jusqu'à 91 kHz peuvent être reçus par sa radio. Alors que l'équipe utilisait des milliards de NV pour créer son dispositif, un récepteur basé sur un seul NV émettrait un seul photon à la fois - et pourrait être utilisé pour convertir l'information quantique des fréquences radio à la lumière visible. Parce que le diamant est un matériau très dur, Loncar dit: «Cette radio serait capable de fonctionner dans l'espace, dans des environnements difficiles et même dans le corps humain, puisque les diamants sont biocompatibles. Le récepteur est décrit dans Physical Review Applied.MON COMMENTAIRE/J’ai déjà signalé ici l’utilisation des diamants à vacance d’azote et cette nouvelle manip me parait avant tout rigolote !Mais je rappelle quand même l’immortelle parole de MARILYN / « Diamonds are a girl's best friend !!!!!!! »’_____
_______________________________________________4First plasma for WEST tokamak in France
Premier plasma pour tokamak WEST en FrancePhotographie de l'intérieur du WEST tokamakGo WEST: le tokamak remis à neuf est prêt à l'actionLe tokamak WEST de Cadarache, en France, a confiné son premier plasma. L'installation est une rénovation du tokamak Tore Supra et est conçue pour tester la technologie "divertor" qui est en cours de création au profit du réacteur de fusion ITER, actuellement en construction à Cadarache. Le divertor sera assis sur le plancher de la cuve sous vide ITER et supprimera l'hélium "cendres" qui est créé lorsque les noyaux d'hydrogène deviennent fusibles dans le réacteur. Le divertor doit être capable de résister à des flux élevés de chaleur et de particules provenant du plasma d'ITER qui sera chauffé à plusieurs millions de degrés. La partie tournée vers le plasma du divertor sera fabriquée à partir de milliers de tuiles de tungstène et WEST testera les performances de différentes conceptions de divertor dans des conditions de fonctionnement plasmadiverses. Les scientifiques seront également en mesure de quantifier comment le divertor vieillira et sera endommagé dans et environnement rude de plasma. En préparation en 2025, l'ITER est une collaboration entre la Chine, l'UE, l'Inde, le Japon, la Russie, la Corée du Sud et les États-Unis qui vise à démontrer que la fusion nucléaire peut générer de l'énergie utile.A propos de l'auteurHamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.comMON COMMENTAIRE / Vous aurez une meilleure compréhension de ce sujet grâce à ma photo et a mon ajout du laïus de l’équipe de CADARACHE en anglais hélas pour vous !WEST - Tungsten (W) Environment in Steady-state TokamakAt Cadarache (south of France), the Institute for Magnetic Fusion Research (CEA/DSM/IRFM) is modifying the Tore Supra plasma facility which, once transformed, will become a test platform open to all ITER partners : the WEST project (acronym derived from W Environment in Steady-state Tokamak, where W is the chemical symbol for tungsten). The goal is to equip the tokamak with an actively cooled tungsten divertor, benefitting from its unique long pulse capabilities, its high level of additional power and the unique experience of operation with actively cooled components. The divertor is a key component which faces the largest part of the heat and particle fluxes coming from the core plasma during experiments.Since Tore Supra was a circular plasma device with a toroidal limiter, the upgrade firstly consists in inserting additional in-vacuum vessel magnetic coils to allow the production of divertor plasma shapes, just like those which ITER uses.The WEST tungsten divertor elements will use the same design and manufacturers as the ITER ones.The series production and operation of the ITER tungsten components are the new challenges that the WEST Project will address, in close collaboration with ITER Organization and all interested parties.____________________________________________________5csOptical clock mimics spin–orbit coupling
Jan 3, 2017 15 commentsSimulation could shed light on topological insulators and superconductorsUne horloge optique simule le couplage spin –orbiteUne horloge atomique optique a été utilisée par des physiciens aux États-Unis pour étudier les effets du couplage spin-orbite. Le couplage spin-orbite est fondamental pour comprendre comment les électrons se comportent dans les systèmes de matière condensée et pourraient être exploités dans la conception de nouveaux matériaux, tels que les isolateurs topologiques et les supraconducteurs.Les chercheurs prévoient également d'adapter leur conception de l'horloge atomique pour étudier d'autres phénomènes fondamentaux dans les systèmes de matière condensée. Le travail est un autre exemple de la façon dont les physiciens ont simulé le comportement des électrons dans les solides par le réglage fin des interactions entre les atomes ultra-froids.Le couplage spin-orbite relie le mouvement d'une particule à son spin quantique. Par exemple, un électron a deux états de spin possibles: haut (up) et bas(down). Le couplage spin-orbite signifie que des électrons identiques d'une rotation différente suivront des trajectoires différentes dans le même champ électromagnétique. Les conséquences du couplage spin-orbite sont particulièrement importantes dans les matériaux solides, où les électrons se déplacent sous l'influence d'un champ électromagnétique produit par un réseau cristallin. Cependant, étudier le couplage spin-orbite directement dans les matériaux est difficile parce que les chercheurs ne peuvent pas régler précisément la structure cristalline inhérente à un matériau pendant toute une expérience.Jun Ye et ses collègues de JILA, NIST et l'Université du Colorado, Boulder, ont simulé le comportement des électrons dans un matériau en utilisant les entrailles d'une horloge atomique. Leur horloge est faite de milliers d'atomes de strontium qui ont été refroidis au laser à un zéro presque absolu et piégés dans un réseau optique formé à partir de faisceaux laser se chevauchant. Ces faisceaux créent une grille de puits potentiels dans laquelle les atomes de strontium sont piégés. Les atomes sont ensuite baignés de lumière visible correspondant à une transition atomique dans le strontium. Ces atomes de strontium excités émettent un rayonnement visible, et c'est la fréquence de ce rayonnement qui forme la base d'une horloge atomique extrêmement précise. En effet, le groupe a développé des horloges de strontium qui sont exactes à moins d'une seconde pour plus de 15 milliards d'années.Mais au lieu d'utiliser l'horloge pour un chronométrage, les chercheurs ont conçu les puits potentiels pour permettre aux atomes de strontium de se déplacer dans le réseau optique. «Quand les potentiels sont peu profonds, les atomes peuvent creuser un tunnel», dit Ye. Les atomes d'horloge offrent un avantage supplémentaire: ils restent dans leurs états excités pendant un temps relativement long, permettant aux chercheurs de les observer pendant plus longtemps.L'équipe a observé que les atomes de strontium excités à un niveau d'énergie plus élevé se déplacent différemment que ceux non excités. Le mouvement des atomes excités et non excités dans le réseau est analogue à la façon dont les électrons de spin-up et spin-down se déplacent à travers une structure cristalline. «Mathématiquement parlant, les outils utilisés pour décrire deux niveaux d'énergie [atomiques] sont complètement équivalents aux outils pour décrire deux états de spin», explique Ye.Cela signifie que, bien que les physiciens n'aient pas observé le couplage réel spin-orbite, ils ont pu étudier un phénomène mathématiquement équivalent dans lequel l'état d'énergie de l'atome affecte son mouvement de la même manière que le spin d'un électron. Ces expériences d'atomes ultrafroids constituent nt un proxy utile pour des expériences de matière condensée parce que les atomes peuvent être contrôlés avec,plus précision par des lasers que les électrons dans un matériau ne le peuvent , dit Ye.Leurs résultats sont «absolument impressionnants», explique Tilman Esslinger, un physicien à l'ETH Zürich qui n'a pas été impliqué dans le travail. Le travail de Ye et de ses collègues offre un premier aperçu d'une nouvelle classe d'expériences qui combinent la précision de la technologie de l'horloge optique avec les réseaux optiques, ajoute Esslinger.L'horloge de l'équipe dispose les atomes dans un réseau optique 1D. Dans le futur travail, les chercheurs développent une horloge en treillis 3D qu'ils pourraient utiliser pour étudier le couplage spin-orbite et d'autres phénomènes quantiques dans de multiples dimensions. Ce travail pourrait être utilisé pour développer l'électronique qui s’appuie sur des spins quantiques, ou «spintronics», dit Ye.La recherche est décrite dans Nature.A propos de l'auteurSophia Chen est un écrivain scientifique indépendant basé à Tucson, en ArizonaMON COMMENTAIRE / C est une manip de bel avenir qui vient d etre ainsi présentée sur les couplages spin orbite .bravo !_______________________________________________
jeudi 5 janvier 2017
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