LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM /MARCH 2017 SUITE 4

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM /MARCH 2017 SUITE 4

Ce journal  de suivi des découvertes de la physique  , grandes  ou insignifiantes ,  vous a montré la dernière fois    comment    notre vie  moderne   s’avère concernée  ….C ‘est ainsi que vous avez pu comprendre le rôle de votre doigt dans le fonctionnement de votre Smartphone …. Aujourdhui  ce seront des phénomènes plus complexes  (la mémoire )….

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Des groupements de  copolymères forment des superstructures moirées

17 mars 2017

Block copolymers form moiré superstructures

Mar 17, 2017

Moiré is better: the self-assembly of block copolymers

Image d'un motif de moiré créé par l'auto-assemblage de copolymères séquencés

Une nouvelle façon d'utiliser des copolymères en  blocs auto-assemblés (BCP) pour créer des nanostructures à motifs a été dévoilée par des chercheurs au Canada. Ils ont constaté que les réseaux de BCP avec différents espacements de réseau pouvaient s'aligner de manière préférentielle pour créer des superstructures de moiré bien définies. Ces superstructures pourraient être utilisées pour créer des dispositifs optoélectroniques qui s'auto-assemblent, ce qui permet aux fonctionnalités de l'appareil d'être beaucoup plus petites que ce qui est actuellement possible en utilisant les techniques de fabrication conventionnelles.

Les PCB comprennent deux ou plusieurs chaînes polymères chimiquement distinctes reliées via des liaisons covalentes. En accordant le poids moléculaire, la composition chimique et la fraction volumique des blocs, les chercheurs peuvent faire des BCP qui s'auto-assemblent en nanoparticules périodiques telles que des tableaux de lignes parallèles et des motifs de points hexagonaux sur une variété de surfaces. L'auto-assemblage dirigé (DSA) des BCP par des modèles prédéfinis pourrait conduire à des capacités de motif  allant au-delà des limites de résolution de la lithographie optique conventionnelle. Cela pourrait entraîner des composants avec des caractéristiques bien inférieures à 20 nm pour une utilisation dans les dispositifs optoélectroniques de prochaine génération. En outre, les dispositifs pourraient avoir moins de défauts et le processus pourrait être moins coûteux que les méthodes conventionnelles.

 Le DSA est un domaine de recherche relativement nouveau et récemment une équipe dirigée par Erik Luber et Jillian Buriak à l'Université de l'Alberta et le Conseil national de recherches du Canada a utilisé une série de points de silice hexagonaux (préparés via l'auto-assemblage BCP) pour diriger l'auto- assemblage d'une deuxième couche du même BCP. Les chercheurs ont converti le modèle proportionnel, à deux couches, qu'ils ont produit en un motif en nid d'abeilles de points de silicium qui avait le double de la densité des points originaux. Actuellement , l'équipe a avancé un peu plus loin et a produit des structures à l'échelle nanométrique en utilisant la DSA de deux tableaux de points BCP incommensurables

  MON COMMENTAIRE /D'une manière générale, le moiré  d’un objet ( tissu )est une figure composée de lignes sombres et claires résultant de la superposition de deux réseaux (ensemble de lignes globalement parallèles). Il s'agit en fait d'un phénomène d'interférences spatiales entre les deux réseaux , qui donne un effet de contraste  ou de variation de couleur  quand on déplace  l objet .J’avoue ne pas facilement imaginer l’application  future de ce travail

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Bouncing rocks define asteroid's surface

Segregated surface: the asteroid Itokawa

Les  rebond s des roches  définissent la surface des astéroïdes

Télescope image de l'astéroïde Itokawa

Surface séparée: l'astéroïde Itokawa

La ségrégation de petites et  de grandes roches à la surface de l'astéroïde Itokawa s'explique par la façon dont les particules frappent la surface de l'objet de forme irrégulière. Ressemblant à une pomme de terre ainsi  nommée, Itokawa n'a que 540 m de long. Il a une surface qui est délimitée par des régions à faible altitude contenant de la poussière fine et de petits cailloux, et les hauts plateaux dominés par de grandes roches d'une largeur de 40 m. Troy Shinbrot et ses collègues de l'Université Rutgers aux États-Unis et l'Institut de technologie Okinawa au Japon ont fait des simulations et des expériences informatiques qui suggèrent que ce paysage distinct a été créé par les différences dans la façon dont les particules de différentes dimensions se comportent lorsqu'elles frappent la surface de l’ astéroïde. L'équipe a examiné ce qui est arrivé aux perles de verre lorsqu'elles sont déposées sur des surfaces rocheuses. Le travail suggère que lorsqu'une petite particule frappe une grande roche à la surface sur un astéroïde, elle rebondit et atterrit sur une autre région de l'astéroïde. Cependant, si une petite particule frappe une région qui contient de petites roches et des poussières, une grande partie de son énergie cinétique sera absorbée et elle ne rebondira pas - mais restera dans cette région. En conséquence, les régions d'Itokawa qui contiennent de grandes roches restent exemptes de roches plus petites, qui ont tendance à se rassembler dans d'autres régions. Le travail est décrit dans Physical Review Letters

MON COMMENTAIRE / Tout en admettant l’hypothèse des auteurs  je rappelle  que les astéroïdes   en se rapprochant du soleil voient souvent  leurs  surfaces modifiées par la sublimation   de  produits   glacés  et même par des jets  plus internes  de gaz ….

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L'effet de la gravité sur le photon unique pourrait être mesuré

Gravity's effect on single photon could be measured

Three paths: the proposed Mach–Zehnder interferometer

Diagramme de l'interféromètre Mach-Zehnder à trois voies

Trois voies: l'interféromètre Mach-Zehnder proposé

Un schéma pour mesurer un décalage de phase gravitationnellement induit sur un seul photon a été proposé par des physiciens en Autriche et aux États-Unis. Si elle est construite, l'expérience impliquerait une variante de l'interféromètre Mach-Zehnder conventionnel (MZI), qui divise la lumière en deux signaux qui prennent deux voies différentes avant d'être recombinés dans un détecteur. Si un MZI est configuré de sorte que les chemins impliquent un changement d'élévation, la lumière voyageant le long des chemins subirait de petits changements dans le champ gravitationnel de la Terre. Il en résulte un petit décalage dans la phase relative des signaux lumineux lorsqu'ils atteignent le détecteur. Malheureusement, un MZI qui couvre des distances de plusieurs milliers de kilomètres serait nécessaire pour voir ce changement de phase. Christopher Hilweg et ses collègues de l'Université de Vienne et du Massachusetts Institute of Technology ont montré qu'il serait possible de voir un déphasage dans les photons individuels en utilisant une variante d'un MZI avec trois chemins différents. Au lieu de couvrir d'énormes distances, chaque chemin impliquerait des voyages llus courts autour d'une bobine différente contenant environ 100 km de fibre optique. L'utilisation de trois chemins permettrait à l'expérience d'être exploitée dans un mode variable dans le temps  , ce que l'équipe soutient pour  réduire  l'influence du bruit dans la fibre sur la mesure. En protégeant soigneusement l'interféromètre contre le bruit ambiant tel que les fluctuations thermiques - et en l'alignant soigneusement pour minimiser les effets de la rotation de la Terre - l'équipe estime qu'elle pourrait mesurer un décalage de phase induit par gravitation sur un seul photon. La proposition est décrite dans New Journal of Physics……..

MON COMMENTAIRE /  Dans la mesure ou EINSTEIN/ EDDINGTON   l’ont vérifié  , il y a courbure de la trajectoire  de la lumière  par la  R.G !!J’en déduis donc  déjà un décalage de fréquence  …..Mais  je me suis demandé si les auteurs  voulaient refaire la manip historique (Éclipse solaire du 29 mai 1919) autrement  et je suis revenu à leur publication : voici  le début  de leur réponse : « The effect of the Earth's gravitational potential on a quantum wave function has only been observed for massive particles. In this paper we present a scheme to measure a gravitationally induced phase shift on a single photon traveling in a coherent superposition along different paths of an optical fiber interferometer. To create a measurable signal for the interaction between the static gravitational potential and the wave function of the photon, we propose a variant of a conventional Mach–Zehnder interferometer …..We show that the predicted relative phase difference of 10−5 rad is measurable even in the presence of fiber noise, provided additional stabilization techniques are implemented for each arm of a large-scale fiber interferometer”   .  il s agit donc de tout autre chose et des modifs  prévisionnelles de l ‘équation de SCHRODINGER   sur  un photon  par la pesanteur terrestre !!!!!

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Physicists learn how to put plasmons in a twist

Mar 20, 2017

In a twist: artist's impression of plasmons with orbital angular momentum

Des plasmons dans 10 états d'impulsion angulaire différents ont été créés et caractérisés par des physiciens en Israël et en Allemagne. Créés en tirant des impulsions laser sur une surface d'or spécialement conçue, les films des plasmons en mouvement ont été réalisés avec un microscope électronique. Les chercheurs pensent que leur travail pourrait conduire au développement de minuscules appareils qui codent l'information par le moment angulaire des plasmons.

Les plasmons, qui sont des oscillations collectives d'électrons dans des métaux qui se comportent comme des particules mécaniques quantiques, peuvent être créés en tirant  une lumière   sur  une cible métallique. Ils se comportent comme les photons qui les ont créés, mais ont des longueurs d'ondes beaucoup plus courtes et peuvent donc être utilisés pour créer de minuscules circuits "plasmoniques" qui peuvent traiter les signaux optiques tout en occupant beaucoup moins d'espace que les optiques conventionnelles

Le nouveau travail s'appuie sur la capacité des physiciens à créer des faisceaux de lumière "tordue" qui présentent un moment angulaire orbital. L'information peut être stockée dans les états d'impulsion angulaire orbitale de ces faisceaux et cela a déjà été utilisé pour augmenter la capacité des prototypes de réseaux optiques. Ce que les physiciens de Technion et des universités de Kaiserslautern, Duisburg-Essen et de Stuttgart ont maintenant fait  , c’est  un moyen de créer des "plasmons tordus" qui pourraient être utilisés pour augmenter la capacité des circuits plasmoniques.

Les plasmons ont été fabriqués en tirant une impulsion laser ultracourte- seulement 13 fs - sur une cible spéciale qui est faite à partir d'un simple cristal atomique d'or. L'équipe a ainsi  gravé des  "spirales d'Archimède" - avec des rayons qui sont une fonction linéaire de l'angle de rotation - dans la surface. Cela a poussé les électrons excités à tourbillonner dans une direction, créant des plasmons avec un moment angulaire orbital.

Les plasmons ont été caractérisés par le déclanchement  d'une seconde impulsion laser à la surface de l'or, ce qui provoque l'éjection des électrons. Ces électrons ont été observés à l'aide d'un microscope électronique, fournissant un instantané du mouvement de collecte des électrons. L'évolution du temps des plasmons a été tracée en faisant varier le délai entre les deux impulsions laser - permettant à l'équipe de faire des films de plasmons en mouvement.

Grisha Spektor de Technion a eu l'idée de faire varier la géométrie des spirales d'Archimède, ce qui a entraîné la création de plasmons dans 10 états d'impulsion angulaire orbitaire différents.

En plus d'avoir le potentiel d'augmenter la quantité d'informations pouvant être traitées dans les systèmes plasmoniques, les plasmons tordus pourraient également s'avérer utiles pour l'étude des systèmes 2D tels que les isolateurs topologiques et le magnétisme ultrafin. D'autres applications pourraient inclure la rotation de minuscules particules dans les "pinces plasmoniques" et l'imagerie à l'échelle nanométrique.

La recherche est décrite dans Science.

 MON COMMENTAIRE / Je verrai plutôt une utilisation dans l étude des monocouches  d adsorption  chimique   catalytiques

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Molecular machines put into reverse by light

Shifting gears: molecular motors

 Des  machines moléculaires mises en marche par la lumière

impression de l'artiste sur la nanomachine réversible

Mécanismes de changement de vitesse: moteurs moléculaires

Un matériau qui se développe et se contracte en réponse à la lumière a été réalisé à l'aide de deux machines moléculaires. Un composant est un moteur moléculaire de Feringa développé par le lauréat du prix Nobel de chimie Bernard Feringa et ses collègues de l'Université de Groningen aux Pays-Bas. Ce moteur tourne dans une direction lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette (UV). Lorsqu'ils sont connectés à un réseau de polymères, les moteurs tordent les brins de polymère   en tresses. Cela entraîne la contraction du réseau, ce qui permet un travail utilisable. Cependant, l'utilisation de ces moteurs pour créer des nanomachines complexes est un défi car la direction du moteur ne peut pas être inversée.  Nicolas Giuseppone et ses collègues de l'Université de Strasbourg en France ont surmonté ce problème en utilisant une deuxième machine moléculaire appelée modulateur qui permet aux polymères tressés de se détendre, ce qui amène le matériau à se développer. Le modulateur permet uniquement aux brins de se détendre lorsqu'ils sont exposés à la lumière visible, de sorte que le matériau peut être contracté en l'exposant à la lumière UV, puis élargien passant à la lumière visible. L'équipe a également été en mesure de contrôler la vitesse d'expansion et de contraction en illuminant le matériau avec des combinaisons de lumière UV et visible. L'équipe de Giuseppone essaie maintenant de construire des appareils alimentés par les machines moléculaires, qu'ils décrivent dans Nature Nanotechnology.

 Mo commentaire :machines de micromécanique textile !!!!!

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Sterile neutrino search comes up cold

Still looking: latest experiment finds no sterile neutrinos

La recherche sur les neutrinos stériles survit au froid

Photo des physiciens qui assemblent le détecteur de neutrinos NEOS

 la dernière expérience ne trouve pas de neutrinos stériles

Une recherche de neutrinos stériles par l'expérience NEOS en Corée n'a trouvé aucune preuve pour ces particules hypothétiques. Prévu par certaines extensions du modèle standard, les neutrinos stériles - s'ils existent - se transforment et sortent des neutrinos standard, se révélant par un taux d'oscillation plus ou moins élevé que prévu entre les différents types, ou "saveurs", de Neutrinos. Certaines expériences de neutrinos antérieures ont laissé entendre que de telles divergences existaient et, par conséquent, les physiciens sont très enthousiastes à l'idée de trouver d'autres preuves pour les neutrinos stériles - qui devraient interagir extrêmement faiblement, voire pas du tout  avec la matière ordinaire. Le détecteur NEOS est situé à seulement 24 m du cœur d'une centrale nucléaire, qui produit un grand nombre d'antiparticules. En effectuant une mesure très attentive du spectre énergétique des antineutrinos, les physiciens travaillant sur NEOS ont conclu qu'il n'y avait aucune preuve que des oscillations impliquant des neutrinos stériles se produisaient. Sur une note positive, l'équipe a mesuré plus d'antineutrinos avec des énergies d'environ 5 MeV que prévu par la théorie. Cet excès, surnommé «l'anomalie antineutrino du réacteur», a également été vu par d'autres expériences. La mesure est décrite sur arXiv et sera publiée dans Physical Review Letters.

MON COMMENTAIRE  §Il est ironique ! QUAND LES INSPECTEURS aiea  PASSERONT  ,ils vont incriminer eux la composition du cœur  du réacteur  ET SE PLAINDRE DES CACHOTERIES DE L EXPLOITANT !!!!

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NASA funds four teams to join space-exploration institute

La NASA finance quatre équipes pour rejoindre l'institut d'exploration spatiale

La NASA financera quatre équipes de recherche aux États-Unis dans le cadre de l'Institut virtuel de recherche sur l'exploration du système solaire (SSERVI). La NASA a créé SSERVI pour rassembler des chercheurs américains et les aider à travailler avec des équipes internationales. La plate-forme virtuelle permet aux scientifiques de collaborer et de résoudre des questions fondamentales pour faire progresser la recherche dans les sciences lunaires et planétaires et l'exploration humaine du système solaire. L'un des neuf membres existants est le Réseau pour l'exploration et la science spatiale (NESS) à l'Université du Colorado Boulder, la boîte à outils pour la recherche et l'exploration (TREX) au Planetary Science Institute en Arizona, les effets de rayonnement sur les  produits volatils et l'exploration des astéroïdes et Lunar Surfaces (REVELATIONS) à l'Institut de technologie de Géorgie et la recherche Exploration Science Pathfinder pour améliorer les observations du système solaire (ESPRESSO) au Southwest Research Institute dans le Colorado. Sélectionnés parmi 22 propositions, les quatre équipes recevront un total combiné de 3 à 5 millions de dollars par an pour les cinq prochaines années. Chaque groupe se concentrera sur un sujet différent. Par exemple, TREX - qui recevra 5,5 millions de dollars au cours des cinq années et dirigé par Amanda Hendrix - vise à développer des outils et des méthodes pour explorer des corps sans air qui sont enduits de poussières fines telles que la Lune, les lunes martiales Phobos et Deimos Et les astéroïdes proches de la terre. "TREX met l'accent sur les grains fins car le traitement des impacts [chez les corps sans air] peut produire des particules extrêmement fines - des poussières - qui ont des effets critiques, à la fois sur le plan opérationnel et scientifique, menaçant les opérations de surface et confondant et compliquant l'interprétation des données spectrales conventionnelles de télédétection  selon le e membre Faith Vilas. Les nouvelles équipes se joignent à d'autres pays des États-Unis, y compris des groupes de l'Université John Hopkins, de l'Université Brown et de l'Université de Floride centrale.

MON COMMENTAIRE /Je me déclare intéresse par    le processus de noircissement de ces poussières  qui ont été si bien mis en évidences par les clichés de notre mission  ROSETTA

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Wavelets pioneer Yves Meyer bags Abel Prize

Revolutionary role: Yves Meyer pioneered the wavelet transform

Le pionnier   en ondelettes , Yves Meyer reçoit  le prix Abel

Photographie d’ Yves Meyer

Rôle révolutionnaire: Yves Meyer a été le pionnier de la transformée  des ondelettes

Yves Meyer, qui a été le pionnier de la transformation  par ondelettes qui joue un rôle central dans des technologies aussi diverses que le cinéma numérique et les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO, a remporté le Prix Abel 2017. Décerné annuellement par le gouvernement norvégien pour l'excellence en mathématiques, le prix vaut 6 m de couronne norvégienne (environ 750 000 $). Meyer est citoyen français et titulaire d'un diplôme  émérite à l'École normale supérieure Paris-Saclay. La transformée en ondelettes décompose un signal en un ensemble d'objets mathématiques en forme d'impulsion appelés ondelettes. Par rapport à des techniques similaires telles que la transformée de Fourier, la transformée en ondelettes est mieux en mesure de résoudre des fonctions brusques dans les données telles que les pointes et les arêtes. Depuis la fin des années 1980, les ondelettes ont joué un rôle révolutionnaire dans les applications de traitement de signaux telles que la compression d'image JPEG. Les ondelettes ont été utilisées pour étudier les systèmes physiques tels que la turbulence, de sorte que le flux de fluide compliqué est décomposé en ondelettes qui interagissent les unes avec les autres. Elles ont également été utilisées pour améliorer les images du télescope spatial Hubble et analyser les signaux des détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO, ce qui permet à celles-ci de détecter les ondes gravitationnelles des trous binaires coalescents. Le prix sera remis à Meyer lors d'une cérémonie à Oslo le 23 mai.

 MON COMMENTAIRE /   C’est mon ancien correspondant ici (KAMILE) qui m’a permis de faire connaissance  en 2006  avec ce type de mathématiques. Une ondelette est une fonction mathématique  utilisée dans le traitement d’un  signal …Elle  permet de le décomposer  en pulsations et de le reconstruire …. Elle n’est pas obligatoirement sinusoïdale…

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Astronomers find largest magnetic fields in the universe

Order and direction: massive ordered magnetic fields polarize radio-wave emission from relics

Les astronomes rencontrent les plus grands champs magnétiques dans l'univers

Relique du groupe de galaxies CIZA J2242 + 53 - les lignes de contour montrent l'intensité des émissions radio (3 cm de longueur d'onde), les couleurs montrent la distribution de l'intensité radio polarisée linéairement, les lignes pointillées montrent l'orientation du champ magnétique

Ordre et direction: les champs magnétiques commandés massifs polarisent les ondes radio provenant des reliques

Les champs magnétiques les plus importants  à observer dans l'univers ont été identifiés à l'aide du Telescope radio Effelsberg en Allemagne. Une équipe, menée par Maja Kierdorf, de l'Institut Max Planck pour la radio astronomie en Allemagne, a observé que les champs magnétiques s'étendaient sur 5 à 6 millions d'années-lumière à la périphérie des  amas de galaxies. Les amas galactiques sont les structures les plus importantes, gravitationnellement liées dans l'univers. À environ 100 fois le diamètre de la voie lactée, ils contiennent des galaxies, de la matière noire, du gaz chaud et des particules chargées. Lorsque les clusters  ( amas)  entrent en collision, ils provoquent une compression de choc du gaz en  grappes chaudes et des champs magnétiques, ce qui entraîne des caractéristiques   en arc appelées reliques qui émettent de la radio fréquence et des rayons X. En étudiant quatre grappes de galaxies et leurs reliques, Kierdorf et ses collègues ont observé que les ondes radio émises étaient linéairement polarisées et que le plan de polarisation était lié à la longueur d'onde. Cet «effet de rotation de Faraday» indique qu'un champ magnétique fortement ordonné  existe entre les groupes en collision. On pense que cela est dû au fait que les lignes de terrain sont fortement ordonnées lorsqu'elles sont comprimées, ce qui, combiné avec le gaz chaud, provoque une polarisation des ondes radio. L'équipe souligne en Astronomie et Astrophysique que ses résultats montrent des télescopes à plan unique, comme le Radio Telescope Effelsberg, sont des outils idéaux pour trouver de nouvelles reliques. "Maintenant, nous pouvons systématiquement rechercher des champs magnétiques commandés dans des grappes de galaxies  en utilisant des ondes radio polarisées", explique Rainer Beck, membre de l'équipe.

  MON COMMENTAIRE/  Ces champs magnétiques  étendus ne sont pas des résultats directs  car ces champs ne se mesurent pas  en astronomie mais se déduisent de calculs effectués sur   la polarisation des ondes radio reçues …..NUANCE !

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Model describes how ice bridges are formed

Bridge building: ice flowing in an Arctic strait

Le modèle décrit comment les ponts de glace  se sont formés

Image satellite de la glace qui coule dans un détroit de l'Arctique

 la glace coule dans un détroit de l'Arctique

Chaque année, la glace soufflée par le vent forme des ponts de glace à travers des détroits et des canaux dans l'archipel arctique canadien. En plus de permettre le mouvement de la faune  tels les ours polaires, ces ponts de glace peuvent empêcher la glace de se déplacer dans la mer ouverte où elle peut fondre plus rapidement. Par conséquent, les ponts à glace pourraient avoir un effet important sur le climat. Pourquoi ces ponts de glace ne sont pas bien compris, c’est  ce qui a inspiré Bhargav Rallabandi, Howard Stone et ses collègues de l'Université de Princeton pour développer un modèle mathématique qui décrit la physique de la glace entraînée par le vent sur une longue chaîne étroite. Le flux de glace est inhibé par le frottement entre la glace et l'eau de mer ainsi que par des contraintes internes dans le flux de glace qui surviennent parce qu'il est contraint dans un canal. Les chercheurs ont montré que la formation du pont de glace est dominée par les contraintes internes, qui dépendent de l'épaisseur et de la compacité de la glace ainsi que de la largeur du canal. Pour une largeur de canal donnée et une résistance au vent, ils ont pu calculer les valeurs critiques de l'épaisseur de glace et de la compacité nécessaire pour former un pont de glace. En plus de fournir des informations importantes sur l'environnement arctique, la recherche pourrait également améliorer notre compréhension de la façon dont les matériaux granulaires traversent les trémies et d'autres géométries contraintes. Le travail est décrit dans Physical Review Letters.

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Spin glass provides insight into brain activity

Mar 22, 2017 1 comment

Head spin: does the brain behave like a spin glass?

Les états de type Spin-Glass qui se produisent dans des modèles de réseaux de neurones peuvent fournir des informations importantes sur les états d'activité cérébrale faible et/ou  élevée observés chez les mammifères. C'est la prétention d'une équipe de biophysiciens théoriques en Espagne qui sont les premiers à montrer que ces états désordonnés dans les réseaux neurologiques pourraient jouer un rôle fonctionnel dans le cerveau vivant.

Dans les matériaux magnétiques familiers tels que les ferromagnétiques, l'interaction entre les moments magnétiques de spin individuels fait que tous les spins pointent dans la même direction d'aimantation. Dans les états de spin-glass, l'interaction entre les spins ne permet pas aux spins individuels de pointer dans la même direction que leurs voisins. Cela conduit à une «frustration», où il n'existe aucune direction d'aimantation et que les spins indiquent des directions aléatoires.

Les cerveaux ne sont pas des systèmes magnétiques et leurs cellules de travail - les neurones - ne ressemblent pas aux moments magnétiques, mais ils se comportent mathématiquement d'une manière similaire. C'est parce que les neurones ont également une variable binaire - tirer ou ne pas tirer - ce qui est similaire aux états quantiques supérieurs ou descendants du spin. Les neurones sont également liés par des synapses d'une manière similaire à la façon dont les spires magnétiques interagissent les unes avec les autres. En conséquence, un réseau de neurones dans lequel tous les neurones tirent (ou ne se déclenchent pas) est similaire à un matériau magnétique dans lequel tous les spins  sont tous orientés vers le haut (ou vers le bas).

Lorsque nous créons  un souvenir , une mémoire, elle  est stockée dans notre cerveau comme un modèle d'activité neurale codé par la force des synapses. Ces synapses peuvent être excitatrices - elles favorisent la transmission de l'information - ou inhibitrices - elles inhibent la transmission - et varient en fonction de la force de connexion. Lorsque la mémoire est déclenchée, les neurones tirent ou restent silencieux dans un motif configuré par ces connexions synaptiques.

Les modèles mathématiques du rappel des souvenirs savants sont basés sur des simulations de neurones binaires liés par des liens de différentes forces. Dans de tels modèles neurologiques, les mémoires sont introduites de la même manière que dans le cerveau réel - comme un schéma d'activité binaire codé par des connexions et des inhibitions de différentes forces. Dans ces modèles, les états désordonnés qui ressemblent à des verres  de spin apparaissent lorsque le nombre de motifs stockés et la taille du réseau (le nombre de mémoires stockées) s'approche de l'infini. Ils sont essentiellement un état frustré d'une activité neurale gelée.

Les modèles précédents, cependant, ne représentent pas exactement l'équilibre des configurations de synapse qui ont été trouvés dans le cerveau. A la place , les modèles avaient généralement supposé un équilibre égal des synapses excitatrices et inhibitrices avec des forces similaires

"Dans le cerveau, vous avez une hétérogénéité, mais vous avez un équilibre", explique Joaquín Torres à l'Université de Grenade. "80% des synapses sont excitatrices et 20% sont inhibitrices, mais les synapses inhibitrices sont plus fortes que les synapses excitatrices. Vous avez donc une sorte d'équilibre qui conserve l'hétérogénéité dans le cerveau dans une gamme optimale".

"Nous présentons également cela dans notre modèle", ajoute Torres. En utilisant cet équilibre plus réaliste des synapses excitatrices et inhibitrices et des forces synaptiques, les chercheurs ont constaté qu'à basse température, les états désordonnés avec des comportements de spin-glass  ( de verre de spin )apparaissaient naturellement même lorsque seulement quelques souvenirs avaient été introduits - il n'était plus nécessaire pour la taille du réseau de  s'approcher de l'infini. Ils ont également démontré mathématiquement que ces états ne sont pas liés à la récupération de la mémoire.

"Nous pouvons mesurer jusqu'à quel point nous sommes  loin  d'un souvenir", explique Torres. "Si vous atteignez un souvenir , vous aurez une valeur  près d'un, ce qui signifie que vous récupérez la mémoire. Si vous comptez la même mesure pour un verre de spin , vous aurez zéro".

Ils ont également constaté que ces états frustrés sont associés à une activité cérébrale relativement élevée ou faible - contrairement au rappel de la mémoire - et qui se rattachent à des états «haut» et «bas» bien connus qui ont été décrits dans les modèles neuronaux et observés dans l'activité cérébrale des mammifères .

"Nous avons prouvé à la fois théoriquement et par simulation que les états haut et bas observés dans l'activité des cerveaux mammifères ne seraient qu'une manifestation de ces états de verre de spins , explique Torres. «Cet état   du verre de spinest dû à l'hétérogénéité observée dans la force synaptique du cerveau - cet équilibre entre l'excitation et l'inhibition». La recherche est décrite dans Neural Networks.

MON COMMENTAIRE / N’étant pas neurologue  , je ne peux me permettre de juger  de la  pertinence  de cette transposition de la notion de verre de spins  quantique  a l’activité d’acquisition ou de rappels des souvenirs  …Peut être D.MOREAU S Y RISQUERA……

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