LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM/ MARCH 2017 FIN
VOICI LA FIN que je vous traduis soit sous
forme de résumés, soit en entier
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Mapping Earth's magnetism
Cartographie du magnétisme terrestre
Le champ magnétique de la croûte terrestre a été révélé
comme jamais auparavant dans une nouvelle carte haute résolution. Pour produire
le détail , Nils Olsen de l'Université
technique du Danemark (DTU) et ses collègues ont utilisé une nouvelle technique
de modélisation pour combiner les données des satellites Swarm de l'Agence spatiale
européenne (ESA) et leur prédécesseur, le satellite allemand CHAMP. Présenté
lors de la quatrième réunion de l'ESA au Canada, la carte est la parcelle de
haute résolution à ce jour du champ magnétique de la croûte. Alors que la
majorité du champ magnétique de la Terre est généré par le fer fondu dans le
noyau central , une petite partie est créée par des roches magnétisées dans la
lithosphère (la croûte et le manteau supérieur). Ce "champ magnétique
lithosphérique" est très faible et difficile à détecter. En prenant
différentes orbites autour de la Terre, les trois satellites identiques de Swarm
utilisent des magnétomètres "nouvelle génération" pour mesurer la
direction et l'ampleur du champ. La nouvelle carte montre les caractéristiques
du terrain jusqu'à environ 250 km, soulignant ainsi des anomalies telles que
l'une présente en République
centrafricaine. La cause exacte de ce champ magnétique localisé fort est
inconnue, mais Olsen et son équipe spéculent que c'est le résultat d'un impact
de météorite il y a 540 millions d'années.
MON COMMENTAIRE /
Interessant cet impact d’une grosse
météorite de fer venue s’enfoncer jusque dans l’épaisseur de la
lithosphère il y a 540 millions d’années
, juste avant l’explosion de la vie au cambrien
( 530 millions d années_
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Spectroscopie vibronique réalisée jusqu’à la résolution atomique
Vibronic spectroscopy done at atomic resolution
Illustration de la façon dont fonctionne la nouvelle
technique
Résolution atomique: les électrons excitent les modes
vibratoires
Une nouvelle technique qui combine la sensibilité chimique
de la spectroscopie vibronique optique avec la résolution atomique de la
microscopie à effet tunnel (STM) a été développée par Guillaume Schull et ses
collègues de l'Université de Strasbourg en France. Les spectroscopies à
infrarouge proche, Raman et à basse température impliquent les modes
vibratoires des molécules et peuvent donc fournir des informations importantes
sur les propriétés chimiques, structurelles et environnementales des molécules
organiques. Mais parce que ce sont des techniques optiques, leurs résolutions
spatiales sont normalement limitées à environ la longueur d'onde de la lumière
utilisée pour sonder les molécules - généralement des centaines de nanomètres. La
STM implique , en revanche de rapprocher
une pointe atomiquement proche d'une molécule sur une surface et de mesurer le
courant électrique qui s'écoule entre les deux. Bien que STM puisse créer des
images sous-nanométriques de molécules montrant jusqu’à des atomes individuels,
elle ne fournit pas beaucoup d'informations chimiques sur ses sujets. L’équipe
de Schull a mis au point une méthode de spectroscopie vibronique sans éclairer
l'échantillon avec la lumière. A la place, les électrons de la pointe STM
excitent les modes vibratoires des molécules d'étude, ce qui leur fait émettre
de la lumière spécifique qui peut alors
être détectée. L'équipe a utilisé la technique pour étudier des molécules de
phtalocyanine individuelles déposées sur une surface et mesuré une émission
intense de lumière rouge à 1,9 eV ainsi que plusieurs signaux plus faibles à
des énergies inférieures. Dans Physical Review Letters,Schull et ses collègues
disent qu'une comparaison avec les données acquises à l'aide de la
spectroscopie Raman conventionnelle confirme que le spectre acquis par STM
fournit «une empreinte chimique détaillée» des molécules de phtalocyanine.
MON COMMENTAIRE / Il est enthousiaste ayant moi-même
pratiqué la spectro IR proche et lointain ou la Raman je peux comprendre la finesse des résultats
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Electrical "nerve cuff" could help treat chronic disease
Un "brassard nerveux" électrique pourrait aider à
traiter une maladie chronique
Image montrant le nanoclip attaché à un nerf
Clippé: le nanoclip attaché à un nerf
Un petit appareil implanté dans le corps et qui délivre des
signaux électriques au système nerveux a été créé par Timothy Gardner et ses
collègues de l'Université de Boston aux États-Unis. Décrit comme une
"manchette nerveuse" ou un "nanoclip", l'appareil est conçu
pour stimuler les nerfs dans le cadre du traitement d'une gamme de maladies
dont le diabète, le syndrome des ovaires polykystiques, l'asthme et le cancer.
L'implant est actuellement testé chez les petits animaux et est donc très petit
- mesurant seulement 200 nm pour cibler des nerfs qui sont aussi petits que 50
μm de diamètre. Les appareils sont fabriqués à l'aide d'une technique
d'écriture laser, ce qui permet aux nanoclips d'être conçus pour être utilisés
dans une chirurgie de petit trou de clef. Les dispositifs ont été testés
en les implantant sur les nerfs hypoglottes des pinsons zèbres. C'est le nerf
qui a le contrôle de la langue des oiseaux et joue donc un rôle
crucial dans la façon dont ils chantent. Dans le Journal of Neural Engineering,
l'équipe de Gardner affirme que les études sur le chant des oiseaux de pinson
n'ont révélé aucun changement en raison de la présence des nanoclips. Ceci,
disent-ils, suggère que l'implant est sûr
à utiliser.
MON COMMENTAIRE /
Technologie qui sera utile en médecine de stimulation « en place »
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Les moteurs moléculaires conduisent le liquide à travers de
grands canaux
23 mars 2017 4 commentaires
Des images montrant un flux cohérent et incohérent
Molecular motors drive liquid through large channels
Mar 23, 2017 4 comments
Les fluides conventionnels ne fonctionnent qu'en réponse aux
forces extérieures, mais les scientifiques s'intéressent de plus en plus à la
«matière active» qui consomme de l'énergie et se déplace elle-même’ à l
intérieur des tissus vivants). Auparavant, cela n'a été observé que sur des
écailles millimétriques ou centimétriques, mais maintenant, les chercheurs
américains ont observé de petits moteurs moléculaires se déplaçant autour de
tubes à longue portée.
Des bandes d'oiseaux, des essaims d'abeilles et d'autres
mouvements collectifs d'animaux peuvent s'expliquer par des décisions
cognitives des organismes impliqués. Un oiseau, par exemple, est assis dans le
sillage de l'oiseau placé en avant pour
minimiser la traînée. Cependant, le comportement collectif peut également être
trouvé au niveau cellulaire et sous-cellulaire. "Le comportement non
équilibré est plus général que ce que les créatures vivantes ou sensibles
présentent", explique Seth Fraden de l'Université Brandeis dans le
Massachusetts.
Les mécanismes par lesquels ce type d'auto-organisation se
produit ne sont pas bien compris. Pour plus de précisions, Fraden, avec ses
collègues de Brandeis et l'Institut de technologie de Géorgie, a étudié la
protéine kinesine motrice - que Zranomir Dogic de Brandeis décrit comme «celle
des moteurs biologiques les plus simples capables de transformer l'énergie
chimique en mouvement mécanique». Ils ont dispersé la kinésine Dans l'eau avec
des filaments appelés microtubules extraits du tissu cérébral des vaches.
Lorsqu'ils sont alimentés en ATP - un combustible chimique utilisé dans le
corps humain - la kinésine déplace les microtubules les uns contre les autres,
en tirant l'eau par une traînée visqueuse
Les expériences sur les suspensions bactériennes concentrées
rapportées en 2004 par le groupe de Raymond Goldstein à l'Université de
Cambridge ont révélé un comportement caractéristique des fluides actifs. Ils
ont observé que dans un volume non confiné, différentes parties de fluides se
déplacent dans des directions différentes, créant des tourbillons turbulents
avec une taille caractéristique qui dépend du fluide. Cependant, ils ont montré
plus tard que lorsqu'ils étaient confinés, ces fluides peuvent produire des
mouvements en vrac auto-organisés sur des échelles macroscopiques.
Ces expériences, ainsi que des simulations théoriques, ont
suggéré que la plus petite dimension de confinement soit plus petite que la
taille caractéristique du vortex du fluide. Dans le cas des expériences
Brandeis, cela signifie environ 100 μm. Pour l'étonnement des chercheurs de
Brandeis, cependant, ils ont observé des flux cohérents persistant dans des
canaux de différentes formes d'une longueur supérieure à un millimètre et d'un
mètre de longueur. "Nous avons constaté que vous pourriez continuer de
plus en plus loin ", explique Fraden. "Personne ne sait quelle est la
limite supérieure ou s'il y a une limite supérieure. Nous avons été limités par
le nombre de vaches qui devaient être abattues [pour fournir suffisamment de
matériel d'échantillon]".
MON COMMENTAIRE / Je trouve les résultats
interessants ; ils constituent un complément des lois NAVIER STOKES pour les fluides biologiques en circulation vivante
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Les accélérateurs de réchauffeurs de plasma laser délivrent
trois faisceaux d'électrons
Simulation d'électrons accélérés dans un cône avant
Les acc
ser-plasma wakefield accelerators deliver three electron beams
Three for one: electrons are accelerated in a forward coneélérateurs 0 réchauffeurs
laser-plasma (LWFA) créent deux faisceaux d'électrons à plus haut flux
d'énergie en plus du faisceau d'électrons à plus haute énergie qu'ils sont conçus pour être délivrés. C'est
la conclusion d'expériences et de simulations informatiques réalisées par une
équipe internationale de physiciens dirigée par Dino Jaroszynski à l'Université
de Strathclyde au Royaume-Uni. Les LWFA travaillent en tirant une impulsion
laser intense sur une cible ( de gaz)pour
créer un plasma. Le puissant champ électrique de l’impulsion provoque la séparation des électrons et des
ions dans le plasma, en laissant un
grand champ électrique dans son sillage. Dans les bonnes conditions, ce champ
accélérera un faisceau d'électrons (ou de protons) focalisé sur des énergies aussi
grandes que plusieurs gigaélectronvolts. En conséquence, les physiciens sont
très enthousiasmés par le développement de LWFA comme accélérateurs de particules
compactes à faible coût qui pourraient avoir une large gamme d'applications, depuis
la thérapie médicale jusqu’ à la
physique des particules. Un aspect déroutant des LWFA était qu'une partie
relativement faible de l'énergie de la pulsation laser semble entrer dans la
production du faisceau d'électrons à haute énergie. Jaroszynski et ses
collègues ont montré que les LWFAs produisent également deux faisceaux
d'électrons à faible énergie qui ne sont pas aussi bien concentrés que leur
homologue à énergie plus élevée. Dans les expériences effectuées à Strathclyde,
l'équipe a utilisé une LWFA qui délivre un faisceau électronique focalisé avec
de l'énergie 100-200 MeV et une charge totale d'environ 5 pC. Cependant, les
chercheurs ont également observé un large cône d'électrons avec des énergies de
plusieurs mégélectronvolts qui s'accélèrent dans le même sens que le faisceau
d'énergie supérieure et la pulsation laser. De plus, un faisceau d'électrons
avec des énergies de centaines de kiloelectronvolts a été vu accélérer dans la
direction opposée. Les charges totales dans ces deux faisceaux d'énergie
inférieure étaient 1000 fois supérieures à celles du faisceau d'énergie
supérieure - expliquant où une grande partie de l'énergie laser est allée. Les
chercheurs soulignent que ces électrons à faible énergie pourraient être
utilisés pour des applications d'imagerie - soit de leur propre chef, soit via
des rayons X qu'ils pourraient être utilisés
à créer. Cependant, l'équipe souligne également que ces électrons pourraient
également endommager les équipements et que l'énergie qu'ils enlèvent limite
l'efficacité des LWFA. La recherche est décrite dans les rapports
scientifiques.
MON COMMENTAIRE/ Ces accélérateurs LWFA ont encore d’autres potentialités à découvrir
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Making nanosheets from cat litter and talcum powder
Faire des nanofeuillets provenant de la litière pour chat et de la
poudre de talc
Des feuilles de 2D ont été fabriquées à partir de litière
pour chat, de talc et de sable en utilisant une exfoliation en phase liquide
(LPE). LPE est une méthode top-down qui produit des nanofeuillets par cisaillement ou sondage de cristaux
stratifiés dans des solutions. Les feuilles dispersées résultantes peuvent
ensuite être traitées pour créer des matériaux nanostructurés pour une gamme
d'applications telles que des électrodes de batterie et des photodétecteurs.
Déjà prouvé comme une méthode évolutive, simple et peu coûteuse, les chercheurs
du Trinity College Dublin en Irlande et de l'Université de Manchester au
Royaume-Uni ont étudié la polyvalence des LPE. Dans le passé, la méthode a été
utilisée pour créer une gamme de matériaux 2D, tels que le graphène et le
nitrure de bore, qui sont nominalement non chargés et nécessitent un matériau
de départ pur. Jonathan Coleman de Trinity College Dublin et ses collègues
souhaitaient donc savoir si les nanofeuillets pouvaient être fabriqués à partir
de précurseurs en couches chargées qui sont toujours accompagnés de contre-ions
(tels que des oxydes, des hydroxydes et des silicates en couches) et des
matériaux impurs. L'équipe a essayé la poudre de talc achetée (qui contient le
talc minéral d'argile), la litière pour chats (contient des composés de
silicate en couches) et le sable d'une plage dans le comté de Kerry, en Irlande
(contient de petites quantités d'argile). En utilisant une procédure standard
de LPE par laquelle les matériaux ont été agités par ultrasons dans une
solution de tensioactif, puis centrifugés, les chercheurs ont produit des
échasses de talc provenant de la poudre de talc, de la bentonite / palygorskite
de la litière pour chat et du mica du sable. "Ce qui est particulièrement
surprenant", explique Coleman, "c'est que les cristaux en couches de
bentonite et de palygorskite, contenus dans la litière pour chats ainsi que le
mica dans le sable de la plage, devraient tous deux se composer de couches
chargées avec des contre-équilibres de charge, mais pouvaient encore être
exfoliés par LPE. " La recherche présentée dans 2D Materials démontre la
polyvalence de la méthode et ouvre la production facile de plus de matériaux
feuilletés
MON COMMENTAIRE / La formulation de l article est un peu surprenante.
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Canadian budget has "little new spending for science", says physics association
Le budget canadien a «peu de dépenses nouvelles pour la
science», affirme l'association de la physiqu
Le projet de budget fédéral canadien 2017 a «peu de
nouvelles dépenses pour la science», selon l'Association canadienne des
physiciens (PAC). Le ministre «Finances libérales Bill Morneau» a déclaré plus tôt cette semaine que le budget «propose de nouveaux fonds pour
aider les Canadiens à se préparer à l'économie de demain en favorisant le
développement des compétences en science, technologie, ingénierie et mathématiques
(STEM) et numérique
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Supermassive black hole was ejected by gravitational waves
Mar 24, 2017 19 comments
Un trou noir
supermassif a été éjecté par des ondes gravitationnelles
24 mars 2017 19 commentaires
Image montrant le trou noir supermassiforme dans la galaxie
3C186
Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont repéré
un trou noir supermassif qui a été propulsé hors du centre de la galaxie où il
s'est formé. Ils supputent que l'objet énorme a été créé lorsque deux galaxies
ont fusionné et a ensuite été éjecté par
des ondes gravitationnelles.
La découverte se concentre sur la galaxie 3C186, qui se
trouve à environ huit milliards d'années-lumière de la Terre et contient un
objet extrêmement brillant que les astronomes croient être un trou noir pesant environ un milliard de
Soleils. La plupart des grandes galaxies, y compris notre propre Voie lactée,
contiennent des trous noirs supermassifs sur leurs centres, ces objets énormes
et lumineux étant alimentés par un rayonnement dégagé par la matière, car ils
accélèrent par le trou noir.
Ce qui est unique à propos de ce trou noir, c'est qu'il
n'est pas au centre de la galaxie, mais à environ 35 000 années-lumière - une
distance équivalant à un tiers du diamètre de la voie lactée. En outre, les
scientifiques croient que le trou noir s'éloigne du noyau galactique à 7 500
000 km / h - la vitesse à laquelle un voyage de la Terre vers la Lune ne
prendrait que 3 min.
"Nous estimons qu'il a fallu l'énergie équivalente de
100 millions de supernova qui explosent simultanément pour faire éjecter ce trou noir", explique Stefano
Bianchi, de l'Université de Rome Tre, qui a participé à la découverte.
Les astronomes croient que cette vaste énergie a été libérée
lorsque deux galaxies, chacune avec son propre trou noir supermassif, se sont
heurtées. Les deux trous noirs se sont orbités avant de se coalescer pour former le trou noir que nous voyons
aujourd'hui. Si les trous noirs avaient des masses différentes et des taux de
rotation internes, la fusion aurait créé des ondes gravitationnelles plus
intenses dans une direction spécifique. Cela, croient les astronomes, a donné
au trou noir final ainsi fusionné le
coup de pied qui l'a envoyé sortir de la
galaxie - un voyage qui dure depuis un à deux milliards d'années.
Bien que les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO a
récemment trouvé des preuves que beaucoup
de plus petits trous noirs de
masse stellaire peuvent fusionner, il n'est pas clair que des trous noirs supermassifs pourraient se
fusionner. "Si notre théorie est correcte, les observations fournissent
des preuves solides que des trous noirs supermassifs peuvent fusionner
réellement", explique Bianchi.
La masse et la vitesse du trou noir ont été déterminées en
effectuant une étude spectroscopique de la lumière émise par le gaz entourant
l'objet. L'équipe a assuré plus de temps d'observation sur Hubble et le réseau
ALMA de radiotélescope au CHILI
MON COMMENTAIRE /J’ENCOURAGE
MES LECTEURS A LIRE LE FORUM ANGLAIS
Ils y trouveront mon
objection : comment se fait il que
ce trou noir final , le site le plus
attractif de la galaxie résultante du choc la quitte , sans l’entrainer avec lui ? vouloir
mettre le concept d une onde
gravitationnelle à toutes les « sauces » est-il pertinent ?
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Golden pyramids deliver drugs to living cells
Les pyramides n en or livrent des médicaments aux cellules
vivantes
Une image par microscopie électronique à balayage des
cellules cancéreuses HeLa fixées chimiquement sur le réseau de pyramides à
micro-échelle
Les minuscules pyramides activées par les impulsions laser
peuvent percer temporairement les parois
des cellules pour permettre la délivrance du médicament. Nabiha Saklayen de
l'Université de Harvard aux États-Unis et ses collègues ont utilisé une
technique appelée «décapage de modèle» pour créer des surfaces texturées avec
environ 10 millions de pyramides à micro-échelle. Le processus impliquait un
«modèle maître» de silicium réutilisable contenant des millions de pyramides
inversées et ordonnées (plutôt comme un plateau de glace pyramidique). Ce
gabarit a été revêtu de 50 nm d'or, rempli de colle UV puis recouvert d'une
lamelle. Une fois durcies, ces couches peuvent être épluchées, ce qui entraîne
une surface recouverte de micro-pyramides. L'équipe a cultivé les cellules
cancéreuses HeLa sur les pyramides et a entouré les cellules avec une solution
contenant des charges moléculaires. Comme Saklayen et ses collaborateurs ont
déjà montré que les petits réseaux de micro-pyramides d'or peuvent concentrer
l'énergie laser dans les points chauds électromagnétiques, ils ont appliqué des impulsions laser à la nanoseconde au
système pyramidique. Bien que les cellules n'aient pas été affectées, les
impulsions laser ont provoqué un
échauffement des pointes de pyramide pour atteindre environ 300 ° C. Ce
chauffage localisé a produit des bulles qui ont poussé doucement les membranes
protectrices des cellules, en ouvrant des pores qui ont permis aux molécules de
se diffuser dans la cellule. "Nous avons constaté que si nous fabriquions
ces pores très rapidement, les cellules se guériraient et nous pourrions les
garder en vie, en bonne santé et pendant
de nombreux jours", explique Saklayen sur l'étude publiée dans ACS Nano.
Le contrôle des paramètres laser signifiait que les chercheurs pouvaient
contrôler la formation de bulles et donc la pénétration cellulaire. "Être
capable de fournir des cargaisons importantes et diverses directement dans les
cellules va transformer la recherche biomédicale", poursuit Saklayen.
"Ce travail est vraiment excitant car il existe tellement de paramètres
différents que nous pourrions optimiser pour permettre à cette méthode de
fonctionner à travers de nombreux types de cellules et de cargaisons
différentes. C'est une plate-forme très polyvalente".
MON COMMENTAIRE /Genial cette façon de bruler la peau des
cellules pour y introduire in situ le médicament !
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NASA goes for GUSTO balloon mission
La NASA et la mission GUSTO Balloon
Image d'étoiles dans une galaxie
Carte interstellaire: GUSTO étudiera le gaz entre les
étoiles
La NASA a donné le feu vert à l'observatoire de GUSTO
terahertz à ballonnet qui va cartographier et mesurer les émissions du milieu
interstellaire. La mission de 40 millions de dollars devrait être lancée en
2021 depuis la station de recherche McMurdo en Antarctique et durera 100-170
jours, selon les conditions météorologiques. Le ballon transportera un
télescope spectroscopique qui détectera les rayons d'émission du carbone, de l'oxygène
et de l'azote, dans le but d'éclairer le cycle de vie du gaz trouvé dans les
régions entre les étoiles de la Voie Lactée et une galaxie voisine appelée Grand
Nuage de Magellan . "GUSTO fournira
la première étude complète de toutes les phases du cycle de vie stellaire, de
la formation de nuages moléculaires, de la naissance et de l'évolution des
étoiles, à la formation de nuages de gaz et à la réinitialisation du
cycle", explique Paul Hertz de la NASA . GUSTO fera partie du programme de missions de petite échelle de la NASA.
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Magnons spotted in non-magnetic phase of material
Des magnons repérés dans une phase non magnétique du
matériau
Les Magnons ont été mesurés pour la première fois dans la
phase non magnétique d'un matériau, répondant à une question de longue date
dans la physique de la matière condensée. Les spins magnétiques dans un
matériau ferromagnétique tendent à pointer dans la même direction, créant une
aimantation nette. Les Magnons sont des excitations collectives selon
lesquelles les directions de certaines des spins oscillent autour de la
direction de l'aimantation. Un mystère de longue date sur les magnons est ce
qui leur arrive lorsqu'un aimant est chauffé à travers la température de Curie
- au-dessus duquel les spins magnétiques cessent de pointer dans la même
direction et repartent dans des directions aléatoires. Naïvement, on pourrait
supposer que les magnons ne peuvent pas exister dans cette phase non magnétique
car il n'y a pas d'aimantation oscillante !. Cependant, les spins peuvent
s'aligner sur de courtes distances dans cette phase, en ouvrant la porte aux magnons. Khalil Zakeri et
ses collègues de l'Institut de technologie de Karlsruhe ont trouvé la première
preuve d’existence pour les magnons
au-dessus de la température Curie d'un matériau. Ils ont étudié un mince film
de fer et de palladium avec une température relativement basse de Curie de 380 K - ce qui facilite
l'identification des magnons. Ils ont tiré un faisceau d'électrons alignés sur
le matériau, qui était soumis à un champ magnétique. Au-dessous de la température
de Curie, les magnons absorbent l'énergie du faisceau lorsque le spin des
électrons est dans la direction opposée à l'aimantation de l'échantillon. Quand
ils ont augmenté la température à plus
de 380 K, ils ont constaté que cette absorption s'est bien produite dans la
phase non magnétique du matériau. Alors que les magnons étaient nettement plus
faibles au-dessus de la température de Curie, ils ont pu se propager à près de
3 nm à travers le matériau. L'étude est décrite dans Physical Review Letter
MON COMMENTAIRE
/ Pourquoi pas ? Par propagation ET diffusion , peut etre ? Je préférerais magnétons que magnons mais c est utilisé déjà autrement!
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