« LE MONDE SELON LA PHYSIQUE » mars 2017 ,
vous présente les découvertes d’aujourd’hui
qui seront les bases du Monde de demain . Mais compte tenu des problèmes
actuels sur l OBS JE PRIE MES LECTEURS DE SE MONTRER
PATIENTS ET DE LIRE CET ARTICLE SUR DEUX SITES DIFFERENTS
Dans le premier ,en commentaire sur L OBS SUR MON DERNIER ARTICLE je ne mets que les titres
, dans le second sur GOOGLE+ /SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT
blogspot vous aurez traductions , figures et photos et mes commentaires
1 : New gravitational lensing study backs
cold dark matter
2 : Hard-to-detect
skin cancer imaged using Raman spectroscopy
3: Black
hole caught "burping" by space telescopes
4: Insects
inspire water-repellent material
5: Intricate
gold crystals made with DNA
6: Microwave
laser harnesses Josephson effect
7: Borophene
has Dirac cones after all
8: Complex
ultrasound signals created by light
9: Fukushima
too radioactive even for robots
10: Very
few photons needed to see through opaque material
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1
New gravitational lensing study backs cold dark matter
Les nouvelles études de lentille gravitationnelle soutiennentt la version matière noire froide
Carte détaillée des distributions de grappes de matières
sombres reconstruites
Froide et sombre: carte de la matière noire dans l'un des grappes de
galaxies
Une nouvelle carte haute résolution de la matière noire - substance invisible qui semble avoir un effet
gravitationnel profond sur les galaxies et autres structures à grande échelle
dans le cosmos - a été produite par une équipe internationale d'astronomes
utilisant le télescope spatial Hubble. La carte se concentre sur trois grappes
de galaxies qui agissent comme des télescopes cosmiques en agrandissant des
images de l'univers plus éloigné par des effet de lentilles gravitationnelles. La
mesure dans laquelle ce grossissement se produit donne une mesure extrêmement
précise de la présence de matière noire
dans les grappes. «Nous avons cartographié tous les groupes de matières noires
que les données nous permettent de détecter et elles ont produit la carte
topologique la plus détaillée du paysage sombre à ce jour», explique Priyamvada
Natarajan de l'Université de Yale aux États-Unis, qui a dirigé l’ équipe. Une
caractéristique importante de la carte est qu'elle est en accord avec les
simulations informatiques de la façon dont la matière noire froide (CDM) - une
description théorique populaire de la matière noire - devrait être distribuée
dans les grappes de galaxies. La carte est décrite dans les avis mensuels de la
Société royale d'astronomie.
MON COMMENTAIRE
/Savoir ou la matière noire froide se situe ne nous en dit pas plus sur
sa composition !
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2
Hard-to-detect skin cancer imaged using Raman spectroscopy
Le cancer de la peau qui difficile à détecter est imagé à l'aide de la
spectroscopie Raman
Un pigment difficile à détecter dans le cancer de la peau du
mélanome peut être imagée à l'aide d'une technique à base de laser. Une équipe
du Wellman Center for Photomedicine du Massachusetts General Hospital aux
États-Unis a utilisé une forme de spectroscopie Raman pour identifier la
molécule de phéomélanine. Le mélanome est la forme la plus mortelle de cancer
de la peau et une peau claire a une
probabilité plus élevée de développer la variation difficile à détecter de la
maladie appelée mélanome amélanotique. Ceci est lié au fait que la peau claire
contient une concentration plus élevée de phéomélanine - un pigment ou une
mélanine, dans la peau. Alors que le pigment noir-brun trouvé dans la plupart
des mélanomes est facilement observé, la phéomélanine est essentiellement
invisible. Pour détecter le pigment, l'équipe, dirigée par Conor Evans, s'est
tournée vers une forme de spectroscopie Raman appelée microscopie cohérente
anti-Stokes Raman Scattering (CARS). La spectroscopie Raman est une technique
bien connue qui utilise des lasers pour mesurer les vibrations chimiques dans les molécules et donc les identifier. La
microscopie CARS, entre-temps, est une technique d'imagerie haute résolution.
Elle focalise deux lasers sur un
échantillon et "ajuste" la différence d'énergie à des vibrations
moléculaires spécifiques. Cela signifie qu'une image haute résolution peut être
générée. En utilisant CARS, les chercheurs ont réussi à imager la pheomelanine
habituellement invisible en recherchant sa structure chimique unique. La
méthode pourrait être incorporée dans un nouvel outil pour le diagnostic
précoce du cancer. Les travaux seront présentés lors du congrès de l'OSA
Biophotonics: Optique dans les sciences de la vie, du 2 au 5 avril à San Diego,
aux États-Unis. Il a également été décrit dans les rapports scientifiques.
Mon commentaire :C est la précocité de la
détection de ce type de cancer qui sera précieuse car le mélanome
présente une cinétique rapide
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3
Black hole caught "burping" by space telescopes
Le trou noir "braquè" par les télescopes spatiaux
L'impression de l'artiste d'un trou noir supermassif
Supermassive burp
Une connexion entre les sorties brusques de gaz d'un trou
noir supermassif et des rafales de rayons X a été réalisée par des astronomes
utilisant deux télescopes spatiaux: le NuSTAR de la NASA et le XMM-Newton de
l'Agence spatiale européenne. Les sorties de gaz sont des caractéristiques
communes des trous noirs supermassifs, lesquels se trouvent au centre des grandes galaxies.
Ces objets ingèrent de vastes quantités de matériaux et la dynamique de ce
processus d'accrétion peut conduire à l'éjection de gaz dans un vent
ultra-rapide . L'équipe a braqué les instruments sur une sortie du trou noir au
centre de la galaxie IRAS 13224-3809 et a observé que la température d'une
sortie était en train de changer beaucoup plus rapidement que précédemment dans
d'autres événements - sur une échelle de temps inférieure à 1 H. Selon le
membre de l'équipe, Erin Kara, de l'Université du Maryland, ces fluctuations
fournissent des indices importants sur l'origine de la sortie. "Parce que nous
avons vu une telle variabilité rapide dans les vents, nous savons que
l'émission provient d’un endroit très
près du trou noir lui-même, et parce que nous avons observé que le vent
changeait également à des délais rapides, il doit aussi provenir de très près
du trou noir." Les observations ont
été effectuées sur plusieurs jours et ont révélé que les fluctuations de
température étaient une réponse aux changements de l'intensité des rayons X
émis par le trou noir. Cette information pourrait fournir des indices importants
sur l'origine des rayons X et des sorties de gaz. La recherche est décrite dans
Nature.
MON COMMENTAIRE/Je ne peux que vous renvoyer au forum en
anglais dans lequel certains contestent la conclusion « trèés ^prés de…. »
du fait de la présence de l’horizon des évènements du trou noir
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4
Les insectes inspirent un matériau hydrofuge ( traduction
partielle)
2 mars 2017 2 commentaires
Les surfaces inspirées des ailes de cigales et des yeux de
moustiques ont des propriétés antiadhésives. Une équipe de scientifiques de
France et des États-Unis a créé des surfaces qui imitent ces systèmes naturels,
dans le but de reproduire leurs mécanismes anti-buée.
Lorsque l'eau entre en contact avec une surface, son
comportement peut varier depuis les perles en minuscules gouttelettes jusqu’à se répandre uniformément sur la surface. Pour
les matériaux hydrophiles qui utilisent l'eau, la gouttelette s'étendra et
maximisera le contact avec la surface. En revanche, pour l'hydrofuge, les
matériaux hydrophobes, l'eau forme des perles. Ce comportement est dû à l'angle
entre le bord de la gouttelette et la surface directement en dessous - connu
sous le nom d'angle de contact. Lorsque l'angle de contact est supérieur à 90
°, la surface est considérée comme hydrophobe. Si elle est supérieure à 160 °,
le matériau est superhydrophobe et repousse fortement l'eau, ce qui lui permet
même de rebondir. Alors que la superhydrophobicité dépend de la chimie de
surface, la texture de la surface joue également un rôle essentiel.
"De nombreux matériaux texturés peuvent repousser
l'eau, avec des gouttes d'eau de taille millimétrique qui rebondissent sur
leurs surfaces", explique un membre
de l'équipe Charles Black du Brookhaven National Laboratory aux États-Unis.
Dans ces cas, les gouttelettes d'eau sont trop grandes pour pénétrer dans les recoins caractéristiques de la surface et
restent sur le dessus de la texture, flottant sur un coussin d'air. Par
conséquent, la surface reste sèche. "Mais beaucoup de ces surfaces
échouent lorsqu'elles sont exposées à des conditions brumeuses ou
humides", poursuit Black. Dans ces conditions, l'humidité se condense sous
forme de micro-gouttelettes qui sont comparables en taille a celles des caractéristiques de la surface. Les fines
gouttelettes se nucléent et se développent parmi les caractéristiques. Cette
eau reste bloquée à mesure que la rosée s'accumule, et toutes les plus grandes
gouttelettes sur la surface sont également attachées. Le résultat est un matériau
humide.
Alors que les matériaux superhydrophobes fabriqués par
l'homme souffrent souvent de cette limitation, une solution peut être trouvée
dans la nature - en particulier, sur les surfaces des insectes. Les insectes
présentent de minuscules
caractéristiques à l'échelle nanométrique sur leurs surfaces. Ceux-ci donnent
aux insectes des propriétés essentielles à la survie. Par exemple, les yeux de
mite ont une faible réflectance lumineuse, les carapaces à queue de printemps
repoussent l'huile et les insectes palmés sont ultra-adhésifs. Par ailleurs,
les yeux anti-réfléchissants et les ailes de cigales affichent des propriétés
anti-buée et des capacités d'autonettoyage.
L'équipe de l'École Polytechnique, de l'ESPCI Paris Tech et
du Groupe Thales en France aux côtés des scientifiques de Brookhaven a utilisé
des ailes de cigales comme source d'inspiration. Ils ont une structure texturée
comprenant de minuscules nanocones. Les gouttelettes d'eau peuvent sauter
spontanément de ces surfaces en raison de la conversion efficace de l'énergie
de surface en énergie cinétique lorsque deux gouttelettes se combinent.
Timothée Mouterde et son équipe ont étudié les mécanismes anti-buée
sous-jacents des structures artificielles imitant les ailes des cigales et
l'effet de la taille et de la forme de la caractéristique.
Pour réaliser des échantillons texturés, les chercheurs ont
utilisé une méthode développée initialement à Brookhaven. La technique utilise
des copolymères séquencés (chaînes de deux molécules liées et distinctes) qui
peuvent s'auto-assembler en motifs ordonnés à l'échelle nanométrique. Les
chercheurs ont étudié le silicium gravé avec ces molécules hydrophobes pour
créer la surface texturée souhaitée.
MON COMMENTAIRE / C est
le Pr ZETTLEMOYER DE Lehigh
univ qui m’a initié à l hydrophobie ; ce sont les forces de VAN DER
WALLS qui expliquent l adsorption
de l eau sur les surfaces ,l hydrophile
et l hydrpphobie . La
mouillabilité d une surface solide est
conditionnée par son habitus et par la
tension superficielle du liquide qu’on
y dépose
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5
Intricate gold crystals made with DNA
Des cristaux d'or complexes fabriqués avec de l'ADN
Image de microscopie électronique (à gauche) et simulation
par ordinateur (à droite) du cristal de clathrate en bipyramides en
nanoparticules d'or
Design d'or: l'ADN colore des nanoparticules d'or dans la
structure des cristaux de clathrate
Le cristal de nanoparticules synthétique le plus complexe
jamais réalisé a été créé en utilisant de l'ADN et de l'or. Les chercheurs ont
utilisé des nanoparticules d'or et de l'ADN comme "colle intelligente" pour assembler
des structures complexes en cristal de clathrates. Il existe de nombreux
aspects de la nature que les scientifiques ont du mal à imiter dans un
laboratoire. Cela comprend une vaste gamme de structures cristallines complexes
comme les clathrates. Ces réseaux en forme de cage comprennent des grappes et
des pores polyédriques qui peuvent loger de petites molécules. De telles
structures sont utiles pour les applications environnementales où des polluants
peuvent être conservés dans les pores. La création des clathrates à l'aide de
nanoparticules est difficile car elle repose sur des formes et des dimensions
précises des nanoparticules. Pourtant, un groupe d'expérimentateurs et de
simulateurs informatiques a été en mesure de construire et de modéliser la
structure et le processus d'assemblage exacts lors de l'utilisation de
nanoparticules d'or et de colle d'ADN. Depuis plus d'une décennie, Chad Mirkin
de l'Université Northwestern aux États-Unis et ses collègues ont été les
pionniers de l'application de brins d'ADN synthétiques pour lier des
nanoparticules à des conceptions programmables. Pour l'étude rapportée dans
Science, les chercheurs ont utilisé des bipyramides à nanoparticules d'or.
Ceux-ci ressemblent à deux tétraèdres aplatis réunis à leurs bases. Les
dimensions et les angles des nanoparticules créés étaient idéaux pour former
des clathrates, mais le groupe a constaté que si l'ADN était trop court, les
bipyramides se réunissaient dans des structures désordonnées. La microscopie
électronique a été utilisée pour imaginer les cristaux résultants et une fois
que les clathrates ont été formés, l'équipe de simulation dirigée par Sharon
Glotzer de l'Université du Michigan aux États-Unis a pu identifier et modéliser
avec précision l'assemblage des cristaux. Les clathrates de nanoparticules
résultantes possèdent les cavités observées dans les systèmes naturels, ce qui
signifie qu'ils pourraient être utiles pour les applications de diagnostic
environnemental et médical. En outre, comme les dimensions des nanoparticules
sont similaires aux longueurs d'ondes de lumière visible, les cristaux peuvent
avoir du potentiel dans des dispositifs de contrôle de la lumière tels que de
nouvelles lentilles, des lasers et dres matières de revêtement
MON COMMENTAIRE/
Travail très utile car les clathrates sont par exemple envisagés comme structures de piégeage spécifiques (adsorbants sélectifs)
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6
Microwave laser harnesses Josephson effect
Le laser au micro-onde exploite l'effet Josephson
Diagramme montrant comment fonctionne le nouveau laser à
micro-ondes
Comment ça fonctionne: les paires de tunnels créent des
micro-ondes
Un nouveau laser à micro-ondes basé sur une jonction
Josephson a été dévoilé par Leo Kouwenhoven et ses collègues de l'Université de
Technologie de Delft aux Pays-Bas. Le périphérique est similaire aux composants
déjà utilisés pour développer des dispositifs à logique quantique à base de
supraconducteurs et pourrait donc jouer un rôle important dans les futurs
ordinateurs quantiques. Une jonction Josephson est un petit espace dans un
circuit supraconducteur à travers lequel des paires d'électrons peuvent se
former en tunnel. Lorsqu'une tension est appliquée à travers la barrière, la
paire de tunnels peut émettre un photon micro-ondes à une longueur d'onde spécifique.
La jonction Josephson de l'équipe est contenue dans une cavité hyperfréquence
qui est accordée pour maximiser l'émission de photons hyperfréquences. Ces
photons rebondissent dans la cavité, ce
qui stimule l'émission de photons encore plus nombreux. La cavité se remplit
d'un champ cohérent de micro-ondes et une partie du rayonnement peut être
retiré en tant que faisceau laser hyperfréquence cohérent. Contrairement à
d'autres lasers à micro-ondes, l'appareil fonctionne à des températures
extrêmement froides, ce qui le rend adapté à l'utilisation dans des ordinateurs
quantiques à base de supraconducteurs. Le nouveau laser estdécrit dans science
MON COMMENTAIRE /J
attends personnellement la sortie de ces ordinateurs quantiques dont
on nous rebat les oreilles sans arrêt !!!!!
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7
Borophene has Dirac cones after all
Le Borophène a des
cônes de Dirac après tout
Illustration des cônes de Dirac de borophène
Deux pour un: le borophène a des paires de cônes de Dirac
Le borophène - une couche de bore d'un seul atome
d'épaisseur - ressemble plus au graphène que l'on pensait précédemment, selon
les calculs et les expériences réalisés par une équipe internationale dirigée
par Iwao Matsuda à l'Université de Tokyo. Elaboré avec un seul atome d'épaisseur, le graphène possède
un ensemble unique de propriétés électroniques qui découlent du fait que ses
atomes sont disposés dans un réseau hexagonal. Ses bandes de valence et de
conductions sont décrites par des "Dirac cones" qui se touchent, ce qui signifie que les électrons de
graphène se comportent comme des fermions de Dirac qui peuvent voyager à des
vitesses très élevées à travers le matériau. En revanche, le borophène peut
prendre plusieurs structures différentes qui n'ont pas de réseau hexagonal
parfait. En conséquence, certains physiciens avaient pensé que le borophène ne
présenterait pas les fermions de Dirac. Matsuda et ses collègues ont calculé
les propriétés électroniques d'un type particulier de borophène - appelé β12
qui se forme lorsque des atomes de bore sont déposés sur un substrat d'argent.
Ce travail a suggéré que ce borophène devrait avoir des cônes de Dirac, ce qui
a ensuite été soutenu par des expériences de spectroscopie par photoémission à
résolution angulaire, lesquelles ont révélé que les cônes de borophène sont
divisés en paires (voir figure). Les publications dans Physical Review Letters, Matsuda et ses
collègues suggèrent que, comme le graphène, le borophène pourrait être utilisé
pour créer des appareils à grande vitesse électronique
MON COMMENTAIRE / Si les résultats se confirment le borophène sera utilisé comme le
graphène dans les supraconductivité 2 D .
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8
Complex ultrasound signals created by light
Mar 3, 2017
Des signaux ultrasons complexes créés par la lumière
Schéma du générateur d'ultrasons photoacoustiques
Lumière et son: comment faire une échographie "7"traduction
partielle
Une nouvelle façon de créer des impulsions spécialement
façonnées d'ultrasons à l'aide de la lumière et une imprimante 3D a été
dévoilée par Michael Brown et ses collègues au University College de Londres.
Les impulsions, qui se créent à l'aide
de l'effet photoacoustique dans un matériau imprimé en 3D, pourraient être
conçues pour effectuer une gamme de tâches, y compris la manipulation de
cellules biologiques et la livraison de médicaments à des parties spécifiques
du corps.
Reconnu pour sa capacité à nous laisser voir l'intérieur du corps, l'échographie se réfère
à des ondes acoustiques à des fréquences supérieures à environ 20 kHz. De
telles ondes peuvent également être utilisées pour le traitement médical,
l'imagerie industrielle et la chimie. Les chercheurs ont également développé
récemment des faisceaux de tracteurs acoustiques et des pinces pour la
manipulation sans contact de petits objets.
L'échographie est généralement générée en appliquant un
signal électrique à un transducteur piézoélectrique. Les signaux ultrasoniques
compliqués peuvent être créés à l'aide de tableaux de transducteurs, mais la
capacité de créer certaines formes d'ondes très précises nécessiterait de
nombreux composants minuscules - ce qui rend ces générateurs d'ultrasons
coûteux.
MON COMMENTAIRE / Je
ne vous ai pas traduit le dispositif de production d ultrasons par laser et je suis interessé par la trenformation de
l energie ultrasonore en énergie
mécanique de poussée … J’attends une
suite !
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9
Fukushima too radioactive even for robots
Fukushima trop radioactif même pour les robots
Photographie des experts de l'Agence internationale de
l'énergie atomique en dehors de l'Unité 4 de Fukushima en 2013
Des robots qui échouent: les niveaux de rayonnement à
l'intérieur des unités de Fukushima sont trop élevés même pour les robots
De meilleurs robots sont nécessaires pour enquêter sur la
centrale nucléaire de Fukushima Daiichi, car les modèles actuels ont échoué en
raison des niveaux de rayonnement et des obstacles de débris. Lors d'une
récente conférence de presse, le président du démantèlement de Fukushima
Daiichi, Naohiro Masuda, a parlé de la nécessité d'une conception de robot plus
créative après des échecs répétés. En 2011, plusieurs réacteurs de la centrale
nucléaire de Fukushima sont entrés en crise après un grave tremblement de terre
et un tsunami. Pour désaffecter en toute sécurité l'usine endommagée, son
opérateur Tokyo Electric Power Company (TEPCO) doit savoir exactement où se
trouve le combustible fondu et l'étendue des dommages structurels aux bâtiments
environnants. Les niveaux de rayonnement, cependant, tueraient un humain en
quelques secondes, donc TEPCO dépend de sondes robotiques télécommandées.
Pourtant, les premiers robots ont rencontré des défis inattendus. En février,
TEPCO a envoyé deux robots pour enquêter sur le réacteur endommagé à
l'intérieur de l'unité 2 de l'installation. Le premier était un robot plus
propre conçu pour ouvrir la voie à l'autre robot "scorpion" qui
évaluerait les dégâts et mesurerait le rayonnement et la température.
Malheureusement, le robot de nettoyage a dû être retiré après seulement 2
heures de la mission prévue pour 10
heures parce que les caméras ont commencé à fonctionner mal en raison des
niveaux élevés de rayonnement. Le robot en forme de scorpion a alors dû être
abandonné avant d'atteindre son emplacement cible, car il a commencé à avoir de
la difficulté à se déplacer et a été bloqué lors de sa reptation au travers des décombres. Il n'est pas clair de savoir si cette défaillance est due aux débris ou aux
rayonnements. L'Associated Press rapporte que Masuda a appelé à une réflexion
plus créative lors du développement de futurs robots. "Nous devrons
réfléchir à la boîte afin que nous puissions examiner le fond du cœur et la répartition des débris de
carburant fondus", explique Masuda. Les données recueillies et les
défaillances du robot impliquent que le nettoyage et le déclassement de
Fukushima seront plus difficiles que prévu précédemment. On pense que le
processus prendra des décennies à compléter.
MON COMMENTAIRE /Cet
aveu est un constat d’échec cruel qui
démontre que rien ne se fera sans la
mise en œuvre d un robot uniquement de déblayage
très puissant adéquat pour le
passage d un 2 ème robot de mesure
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10
Very few photons needed to see through opaque material
Ii y a besoin de très
peu de photons pour voir à travers un matériau opaque
Une image optique d'une région dans un milieu presque opaque
peut être obtenue en utilisant un nombre étonnamment faible de photons. C'est
la conclusion de Mooseok Jang et Changhuei Yang à Caltech aux États-Unis et Ivo
Vellekoop de l'Université de Twente aux Pays-Bas, qui ont montré qu'une technique
bien établie appelée conjugaison de
phase optique (OPC) peut être étendue pour une utilisation quand très peu d’énergie peut sortir du médium. OPC implique d'éclairer un
point d'intérêt dans un milieu presque opaque avec des faisceaux lumineux dans
des directions opposées. Le premier faisceau fournit des informations sur la
façon dont la lumière est dispersée dans le milieu. Cette information est
ensuite utilisée pour faire en sorte que le deuxième faisceau subisse la
diffusion inverse exacte car il se déplace vers le point d'intérêt – en éclairant
ce point. En balayant les faisceaux autour de l'échantillon, une image est
construite. Cependant, dans des matériaux très opaques, les scientifiques
avaient pensé qu'aucune lumière suffisante ne serait émise pour fournir des informations utiles sur la
diffusion. En appliquant la technique à un échantillon d'opale hautement
opaque, le trio a montré qu'elle
fonctionnait lorsque moins de 1000 photons ont été détectés émergeant de
l'échantillon - ce qui est bien inférieur au nombre de pixels dans le détecteur
utilisé pour mesurer le signal. La découverte est signalée dans Physical Review
Letters et pourrait être utilisée pour améliorer l'imagerie optique des tissus
biologiques opaques tels que la matière cérébrale.
MON COMMENTAIRE /Il
est très favorable mais l information
fournie par l article de PHYSICS WORLD EST INSUFFISANTE
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