Le Monde selon la P hysique (PHYSICS WORLD :janvier 2017 -1
Vous allez découvrir cette semaine sur mon article des bizarreries de la Nature que vous pourriez voir extraites de STAR WARS !----------------------------------------------------------------------------------------1Skyrmions veer off unexpectedly
Une propriété inattendue des Skyrmions vient d’être découverte par des physiciens en Allemagne et aux États-Unis. Les Skyrmions sont des régions en forme de particules ,existantes dans un champ où tous les vecteurs de champ pointent soit vers un seul point , soit à partir de lui . Ils ont été proposés à l'origine dans les années 1950 par le physicien britannique Tony Skyrme pour expliquer certains aspects de la physique des particules. Les chercheurs ont depuis découvert que certaines excitations collectives des spins d'électrons dans les solides se comportaient comme les skyrmions. Ceux-ci sont «topologiquement stables», ce qui signifie que les skyrmions sont difficiles à détruire. Cela les rend très attrayants pour une utilisation dans des sortes de «mémoires de piste» dans lesquelles des données pourraient être codées dans des skyrmions qui sont ensuite déplacés le long d'une piste en utilisant des courants électriques. Kai Litzius et ses collègues de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence et du Massachusetts Institute of Technology ont montré que les skyrmions peuvent être déplacés de façon fiable le long d'une sorte d’ hippodrome fait de couches minces en couches. En utilisant la microscopie à rayons X résolue en temps, ils ont également été capables de mesurer «l'angle de Hall du skyrmion» entre la direction du courant électrique et le mouvement des skyrmions. Ils ont été surpris de constater que l'angle dépendait de la vitesse des skyrmions - quelque chose qui n'avait pas été prévu.Je vous donne la suite en anglais pour le lien : Writing in ‘Nature Physics”, the physicists speculate that the unexpected property could be caused by the deformation of skyrmions.MON COMMENTAIRE .Je ne vous cache pas que je me suis régalé avec l’original de l’article : ces skyrmions ne sont que des sortes de tourbillons de spins pouvant s’organiser ou se développer sur une surface cristalline et ma photo est assez explicite pour que vous puissiez bien comprendre la configuration de cette orchestre de vecteurs de spins en train de se « désaccorder » !----------------------------------------------------------------------------------------2 :Antineutrino detector could monitor nuclear fuel
Un détecteur d'antineutrinos pourrait surveiller le combustible nucléaireUn détecteur d'antineutrinos pourrait être utilisé pour surveiller quel type de carburant est utilisé dans un réacteur nucléaire, selon Patrick Jaffke et Patrick Huber à Virginia Tech aux États-Unis. Ils disent que cela pourrait être utilisé aussi pour confirmer que des armes nucléaires sont en train d etre détruites dans un réacteur. La fission nucléaire produit un nombre abondant de antineutrinos et plusieurs réacteurs dans le monde entier sont utilisés comme sources pour des expériences de neutrino en physique. Il s'avère que différents nucléides - comme les isotopes de l'uranium et du plutonium - produisent des antineutrinos à différentes énergies, de sorte que la composition du combustible nucléaire pourrait être déterminée en mesurant le spectre d'énergie des antineutrinos émis. Cependant, la réalisation de telles mesures est impraticable parce que les antineutrinos interagissent très rarement avec la matière et donc un détecteur énorme et coûteux serait nécessaire. Jaffke et Huber ont calculé qu'un détecteur de neutrinos relativement petit pesant seulement cinq tonnes pourrait surveiller un réacteur s'il est placé à 25 m du cœur et effectue des mesures sur plusieurs périodes de 90 jours. Dans une preprint sur arXiv, la paire affirme qu'un tel détecteur pourrait différencier quatre principaux combustibles de réacteurs avec une certitude statistique de 95%. Ils disent également que le système peut faire la différence entre la combustion de combustible mixte (MOX) et ceux avec des niveaux élevés de plutonium et de combustible MOX normal. Cela pourrait être utilisé pour vérifier que le plutonium - qui pourrait être utilisé dans les armes nucléaires - est effectivement en train d’être détruitMON COMMENTAIRE :Cette découverte est une vieille lune ! J’étais encore à l’IPSN quand on entendait l’AIEA /VIENNE parler de ce projet ! Une centrale nucléaire a d’autres moyens de faire vérifier son combustible que de bâtir des détecteurs de 5 tonnes minimum et d’ y bosser par tranches de 3 mois ! Les inspecteurs AIEA se font payer cher !-----------------------------------------------------------------------------------------3Semiconductor discs could boost night vision
Jan 5, 2017 4 commentsNew fabrication technique makes frequency doubling more accessibleUne nouvelle méthode de fabrication de cristaux optiques à l'échelle nanométrique capable de convertir l'infrarouge en lumière visible a été développée par des chercheurs en Australie, en Chine et en Italie. La nouvelle technique permet aux cristaux d'être placés sur le verre et pourrait conduire à des améliorations dans l'imagerie holographique - et même au développement de l'amélioration des lunettes de vision nocturne.La génération d’une seconde harmonique, ou encore d’un doublement de fréquence, est un processus optique par lequel deux photons de même fréquence sont combinés dans un matériau non linéaire pour former un photon unique avec deux fois la fréquence (et la moitié de la longueur d'onde) des photons de départ. Le procédé est couramment utilisé par l'industrie du laser, dans lequel la lumière laser verte de 532 nm est produite à partir d'une source infrarouge de 1064 nm. Les développements récents en nanotechnologie ont ouvert le potentiel de doublage de fréquence efficace à l'aide de cristaux nanométriques - ce qui permet potentiellement une variété de nouvelles applications.Les matériaux présentant des susceptibilités non linéaires de second ordre - comme l'arséniure de gallium (GaAs) et l'arséniure de gallium-aluminium (AlGaAs) - présentent un intérêt particulier pour ces applications car leur non-linéarité de faible ordre les rend efficaces lors de la conversion.Pour pouvoir exploiter une génération de seconde harmonique dans un dispositif pratique, ces nanostructures doivent être fabriquées sur un substrat avec un indice de réfraction relativement faible (tel que le verre), de sorte que la lumière puisse passer à travers le dispositif optique. Ceci est difficile, cependant, parce que la croissance de cristaux à base de GaAs dans un semi-conducteur de type film mince et type III-V en général nécessite un substrat cristallin."C'est pourquoi la croissance d'une couche d'AlGaAs sur un substrat à faible indice de réfraction, comme le verre, conduit à des paramètres de réseau inégalés, ce qui provoque des défauts cristallins", explique Dragomir Neshev, physicien à l'Université nationale australienne (ANU). Ces défauts, ajoute-t-il, entraînent des modifications indésirables des propriétés électroniques, mécaniques, optiques et thermiques des films.Les nanocristaux sont si petits qu'ils pourraient être montés comme un film ultra-mince sur des verres normaux pour permettre la vision nocturneLes précédentes tentatives pour surmonter cette question ont entraîné des résultats médiocres. Une approche, par exemple, repose sur le placement d'une couche tampon sous les films AlGaAs, qui est ensuite oxydée. Cependant, ces couches tampons ont tendance à avoir des indices de réfraction plus élevés que les substrats de verre plus réguliers. En variante, les films AlGaA peuvent être transférés sur une surface de verre avant la fabrication des nanostructures. Dans ce cas, le résultat produit des nanocristaux de mauvaise qualité.La nouvelle étude a été réalisée par Neshev et ses collègues de l'ANU, l'Université Nankai et l'Université de Brescia, qui ont combiné les avantages des deux approches différentes pour développer une nouvelle méthode de fabrication. Premièrement, des nanocristaux en forme de disque de haute qualité d'environ 500 nm de diamètre sont fabriqués en utilisant une lithographie par faisceau d'électrons sur une plaquette de GaAs, une couche d'AlA agissant comme un tampon entre les deux. Le tampon est ensuite dissous et les disques sont revêtus d'une couche transparente de benzocyclobutène. Ceci peut être fixé au substrat de verre, et la plaquette de GaAs est décollée avec un minimum de dommages aux nanostructures.MON COMMENTAIRECe travail est le résultat d’une « cuisine d’élaboration de couches » optiquement astucieuses-----------------------------------------------------------------------------------------------4Hall effect is inverted in metamaterial
L'effet Hall est inversé en certains métamatériauxChristian Kern, Muamer Kadic et Martin Wegener, de l'Institut de Technologie de Karlsruhe (Allemagne), ont créé un nouveau métamatériau dans lequel la réponse à effet Hall des électrons à un champ magnétique peut être contrôlée et même inversée. L'effet Hall implique la déviation des électrons lorsqu'ils traversent un conducteur dans un champ magnétique appliqué. La déviation crée une tension perpendiculaire sur la largeur du conducteur. Des mesures très sensibles de la force du champ magnétique peuvent être effectuées en mesurant cette tension qui peut être exprimée en termes de coefficient de Hall. Il s'agit normalement d'une propriété intrinsèque d'un matériau qui dépend si les porteurs de charge sont des électrons (résultant en un coefficient Hall négatif) ou des trous (coefficient Hall positif). Le nouveau métamatériau a une structure en forme de mailles de d'anneaux micrométriques interchangeables de semi-conducteurs creux. En modifiant la densité de la structure, Kern et ses collègues peuvent affiner le coefficient de Hall et même inverser son signe. La recherche est décrite dans Physical Review Letters et pourrait conduire au développement de détecteurs de champ magnétique spécialisés.Mon COMMENTAIRE :La photo est explicite : un courant électrique traversant un matériau baignant dans un champ magnétique, engendre une tension perpendiculaire à ce dernier. On peut donc aisément envisager de changer son signe avec des porteurs de charge inverses tout le long de son parcours !-------------------------------------------------------------------------------------------------------5XENON100 excludes DAMA dark-matter detection at 5.7σ
XENON100 exclut la détection de matière sombre DAMA à 5,7σDepuis près de 20 ans, les expériences successives de DAMA en profondeur sous terre au Laboratoire national Gran Sasso en Italie ont signalé une forte oscillation saisonnière annuelle dans le signal de leurs détecteurs de matière sombre. La signification statistique de l'oscillation a maintenant atteint une énorme 9.3σ de variance - bien au-delà du 5σ qui signifie une découverte. Certains physiciens croient que c'est la première détection directe de matière noire. Cependant, d'autres ne sont pas d'accord, car excepté le détecteur CoGeNT aux États-Unis, qui a vu un effet similaire mais plus petit, aucune autre recherche de matière noire à travers le monde n'a détecté une telle oscillation. Récemment , les physiciens travaillant sur l'expérience XENON100 sur matière noire à Gran Sasso ont pu dire qu'ils ont échoué à observer cette l'oscillation après une période de quatre ans. En rédigeant un préprint sur arXiv, l'équipe prétend que son étude suggère que l'oscillation DAMA n'est pas le résultat d'interactions de matière noire avec une signification statistique de 5,7σ. Et maintenant les physiciens sont confrontés à la situation étonnante qu'une expérience (XENON100) a "découvert" que la découverte d une autre expérience de la meme installation n’en était pas uneMON COMMENTAIRE /Je suppose que le directeur du centre du GRAND SASSO ne peut se permettre de jugement de SALOMON : çela n existe pas en physique ! j’ai rédigé un article sur ce sujet et montré que basiquement personne n est en mesure de produire avec certitude l’équation de la réaction d une « matière sombre » avec quelque détecteur que ce soit !Seuls les physiciens hérétiques s y risquent !-------------------------------------------------------------------6NASA selects asteroid missions
a NASA sélectionne des missions d'astéroïdesLa NASA a choisi ses deux missions suivantes dans le cadre du Discovery Progam de l'agence spatiale. Psyche et Lucy ont été choisis parmi cinq propositions et coûteront chacun environ 450 millions de dollars à développer. Psyché aidera les scientifiques à comprendre comment les planètes et autres corps se sont d abord séparés en couches - y compris les noyaux, les manteaux et les croûtes - en étudiant l'astéroïde 16 Psyche, qui présente environ 200 km de diamètre et se compose de métal nickel-fer presque pur. Psyche est prévu pour le lancement en octobre 2023, arrivant à l'astéroïde en 2030, à la suite d'un survol de Mars en 2025. Lucy, quant à elle, visitera les astéroïdes troyens de Jupiter et étudiera les origines des planètes géantes en regardant les fragments laissés par leur formation. La sonde devrait débuter en 2021 et arriver à sa cible d'ici à 2027. Créée en 1992, le Programme de découverte de la NASA finance des missions d'exploration du système solaire avec des objectifs scientifiques ciblés. Dans le passé, il a financé 12 sondes, dont la mission MESSENGER vers Mercure, le chasseur d'exoplanètes Kepler et l'engin InSight qui devrait être lancé pour Mars en 2018.------------------------------------------------------------------A suivre
mercredi 18 janvier 2017
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