LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM/ JUIN2017 FIN
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Une intrication répartie sur 1200 km par un satellite quantique chinois!
16 juin 2017 4 commentaires
Entanglement distributed over 1200 km by quantum satellite
Jun 16, 2017 4 comments
Satellite quantique: les photons enchevêtrés ont été répartis sur 1200 km
Les paires de photons enchevêtrés ( ou intriqués)ont été séparées et envoyées dans des villes en Chine à plus de 1200 km de distance. C'est environ 10 fois plus loin que prévu précédemment. L'exploit a été réalisé en utilisant des paires produites à bord d'un satellite chinois et pourrait conduire au développement d'une cryptographie quantique longue distance.
En août 2016, la Chine a lancé le premier satellite mondial dédié à tester les fondamentaux de la communication quantique dans l'espace. À bord du vaisseau spatial Quantum Experiments à Space Scale (QUESS) de 100 millions de dollars, un interféromètre "Sagnac" est utilisé pour générer deux photons infrarouges enchevêtrés avec un laser ultraviolet sur un cristal optique non linéaire. , Une équipe dirigée par Jian-Wei Pan de l'Université des sciences et de la technologie de Chine à Hefei a utilisé la source de photons pour distribuer des photons enchevêtrés à des paires de trois stations au sol en Chine, chacune d'une distance de plus de 1200 km.
L'enchevêtrement (l intrication) est un phénomène purement quantique-mécanique par lequel deux particules ou plus peuvent avoir une relation plus étroite qu'autorisée par la physique classique. L'enchevêtrement joue un rôle important dans les technologies quantiques telles que la cryptographie quantique, la téléportation quantique et les réseaux pour la distribution d'informations quantiques. Au cours de la dernière décennie, les physiciens ont pu transmettre des paires de photons enchevêtrés sur des distances croissantes, à la fois dans l'air et le long des fibres optiques.
Le record de distance dans les deux médias était d'environ 100 km. La perte de photons augmente de façon exponentielle avec la distance parcourue, de sorte que la liaison de villes éloignées à l'aide de fibres serait extrêmement difficile. Bien que les répéteurs quantiques puissent être utilisés pour augmenter les distances de transmission, les dispositifs pratiques se révèlent difficiles à créer. La distribution par satellite apparait comme une solution attrayante car une grande partie du parcours du photon traverse des parties de l'atmosphère avec une pression d'air très faible - et donc une faible perte de photons.
La source à bord de QUESS produit près de six millions de paires de photons enchevêtrés par seconde. Chaque paire est enchevêtrée en termes de composantes horizontale et verticale de la polarisation des photons. Les paires sont divisées et les photons individuels sont dirigés vers deux stations de réception différentes - couvrant des distances de 500-2000 km. Pour minimiser la propagation angulaire des photons sur de longues distances, des télescopes Cassegrain sont utilisés pour focaliser la lumière dans un faisceau avec une divergence d'environ 10 μrad.
Les photons sont reçus sur Terre à l'aide de télescopes avec des diamètres de 1,2-1,8 m et leurs polarisations sont mesurées pour vérifier l'enchevêtrement. Cela se fait en effectuant un «test de Bell», qui détermine si les corrélations entre les photons sont plus fortes que celles autorisées par la physique classique. Le test a confirmé l'enchevêtrement avec une confiance statistique de quatre écarts types.
L'équipe a pu détecter les photons enchevêtrés à raison d'environ une paire chaque seconde. La qualité de l'enchevêtrement - la fidélité de l'état - était d'environ 0,87, avec une fidélité parfaite: 1. Cela représente une efficacité 10Λ12 supérieure à la possible en utilisant des fibres optiques spéciales et 10Λ17 plus grande que possible en utilisant des fibres commerciales.
Les chercheurs disent que la distribution d'entrelacement par satellite pourrait être utilisée pour mettre en œuvre la distribution de clés quantiques (QKD) à l'échelle mondiale. QKD utilise les lois de la mécanique quantique pour s'assurer que deux parties peuvent échanger de manière sécurisée des clés de cryptographie et sont déjà utilisées à courte distance par les banques.
La recherche est décrite dans Science.
A propos de l'auteur
Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com^
MON COMMENTAIRE /Je ne renie pas mon désintérêt pour ce type de cryptographie quantique !
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Les détections des ondes gravitationnelles ne sont pas du bruit corrélé, selon le physicien de LIGO
Les signaux d'onde gravitationnelle LIGO de septembre 2015
Gravitational-wave detections are not correlated noise, says LIGO physicist
Un physicien travaillant sur les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO a répondu à une réclamation faite par des physiciens au Danemark , a savoir la première détection de LIGO d'une onde gravitationnelle en septembre 2015 peut ne pas avoir eu réellement lieu. La semaine dernière, James Creswell, Sebastian von Hausegger, Andrew Jackson, Hao Liu et Pavel Naselsky de l'Institut Niels Bohr de Copenhague ont publié leur propre analyse des données LIGO sur le serveur de pré-impression arXiv. Leur travail suggère que le bruit dans les deux détecteurs de LIGO est corrélé. En outre, ils soulignent que le retard associé à la corrélation est le même que le temps qu'il faut prendre pour qu'une onde gravitationnelle se propage entre les détecteurs, à plus de 3000 km d'écart. La détection de la même onde dans deux détecteurs avec le délai approprié joue un rôle crucial dans l'identification des ondes gravitationnelles du bruit de fond. En conséquence, Creswell et ses collègues suggèrent que la détection de septembre (et lesdeux détections ultérieures) pourrait simplement être un bruit corrélé. Non, rétorque le membre LIGO, Ian Harry, de l'Institut Max Planck pour la physique gravitationnelle à Potsdam-Golm, qui a répondu dans un blog. Harry dit que les corrélations de bruit observées par l'équipe danoise sont liées à une erreur dans la façon dont ils ont analysé les données et que les corrélations de bruit rapportées par Creswell et ses collègues n'existent pas.
MON COMMENTAIRE/ CES TROIS ONDRES GRAVITATIONNELLES ont fait tellement de bruit dans le Landerneau de la Science qu’ il n’est pas étonnant que des physiciens expérimentateurs leur cherchent la petite bête et l hypothèse de bruit corrèlé n est au demeurant pas stupide !
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Les "molécules" de lumière se tortillent et se gigotent entre elles !
Molecules' of light wiggle and jiggle
Jun 19, 2017
19 juin 2017
Mesures des oscillations de phase et temporelles
Les premières observations directes sur la façon dont les «molécules de lumière» peuvent vibrer ont été faites par des chercheurs en France qui ont caractérisé les mouvements des impulsions soliton laser qui interagissent les unes avec les autres dans une fibre optique. De telles molécules optiques pourraient quelque jour augmenter la quantité de données qui peuvent être transmises le long d'une fibre optique en permettant l'encodage de l'information dans les modes vibratoires.
Un soliton est une onde pulsée qui conserve sa forme en parcourant un milieu. Les solitons peuvent être créés dans de nombreuses situations à partir de pulsations laser dans une fibre optique jusqu’à des vagues d'eau dans l'océan. Les solitons dans les fibres optiques impliquent habituellement des impulsions de lumière extrêmement brillantes, qui modifient la fibre environnante de sorte que la pulsation ne se propage pas dans le temps, comme le ferait une impulsion plus faible.
Cette modification signifie que deux solitons dans la même région d'une fibre "ressentiront" la présence de l'autre sous la forme d'une interaction entre eux. Au cours des dernières décennies, les physiciens ont montré que ces interactions peuvent parfois conduire à des états de deux structures de soliton ou plus qui ressemblent en quelque sorte à des « molécules de lumière »
Des études antérieures avaient offert des preuves indirectes que ces molécules de soliton peuvent vibrer beaucoup comme des molécules atomiques, mais il s'est avéré difficile de mesurer les mouvements des solitons individuels. Maintenant, cependant, Katarzyna Krupa, Philippe Grelu et ses collègues de l'Université de Bourgogne ont surmonté ce problème en suivant les mouvements des solitons individuels dans une molécule en utilisant une technique appelée transformée de Fourier dispersive (DFT).
La technique consiste à envoyer les solitons à travers une fibre optique qui ajoute un retard dépendant de la fréquence au signal. Cela convertit la pulsation en une forme d'onde qui est prolongée dans le temps. L'information sur le mouvement des solitons peut alors être extraite de la nature de cette forme d'onde.
L'équipe a constaté que les paires de solitons en va-et-vient à travers la cavité optique d'un laser à fibre se comportent comme une molécule diatomique. Plus précisément, ils ont constaté que la séparation dans le temps entre les impulsions oscille avec une amplitude d'environ 1 ps. Ils ont également constaté que la phase relative des deux solitons oscille également. L'équipe a également été en mesure de modifier de manière significative la dynamique interne des molécules de soliton en peaufinant la cavité.
La recherche est décrite dans Physical Review Letters.
A propos de l'auteur
Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
MON COMMENTAIRE /TRES INTERESSANT CE COUPLAGE DE SOLITONS !
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La plupart des exoplanètes nous apparaissent en deux tailles distinctes
Most exoplanets come in two distinct sizes
La plupart des exoplanètes appartiennent à deux groupes distincts: les corps rocheux de la Terre et les plus grands "mini-Neptunes". C'est la conclusion d'une équipe d'astronomes aux États-Unis et au Canada, qui ont classé 2000 des près de 3500 exoplanètes qui existent dans la voie lactée. Les 2000exoplanètes ont été découvertes à l'aide du télescope spatial Kepler de la NASA, et l'équipe a utilisé des données spectrales de l'Observatoire Keck pour déterminer la taille des étoiles hôtes des exoplanètes. Cela a permis aux astronomes de mesurer les rayons des exoplanètes avec quatre fois plus de précision qu'auparavant - ce qui révèle les deux groupes de taille distincts (voir figure). Les exoplanètes terrestres ont des rayons jusqu'à environ 1,75 celle de la Terre, tandis que les mini-Neptunes mesurent entre 2-3,5 rayons terrestres. Il existe également une pénurie claire d'exoplanètes entre 1,75-2 rayons terrestres, selon un article de l'équipe qui sera publié dans The Astronomical Journal. "Dans le système solaire, il n'y a pas de planètes avec des tailles entre Terre et Neptune", déclare l'équipe Erik Petigura de Caltech. "Une des grandes surprises de Kepler est que presque toutes les étoiles ont au moins une planète plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune", ajoute-t-il. "Nous aimerions vraiment savoir à quoi ressemblent ces planètes mystérieuses et pourquoi nous ne les avons pas dans notre propre système solaire". Dans un développement distinct, les astronomes travaillant sur Kepler ont publié leur dernier catalogue de prospection d'exoplanètes, qui couvre les quatre premières années d'observation de la mission. Kepler a jusqu'à présent identifié plus de 4 000 exoplanètes candidates, dont 2335 ont été confirmés. Ceux-ci incluent plus de 30 exoplanètes de taille terrestre qui se trouvent dans les zones habitables de leurs étoiles - ce qui signifie qu'elles pourraient abriter la vie.
MON COMMENTAIRE /L Exploration des exoplanètes de notre seule voie lactée ne peut etre généralisée à toutes les autresgalaxies !
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La centrifugeuse optique magnétise le gaz moléculaire
20 juin 2017 2 commentaires
Optical centrifuge magnetizes molecular gas
Jun 20, 2017 2 comments
Un gaz moléculaire dense a été rapidement magnétisé à l'aide de la lumière.Réalisée par les physiciens au Canada, l'expérience consiste à utiliser une «centrifugeuse optique» pour faire pivoter les molécules. Cela fait que les spins électroniques des molécules s'alignent dans la même direction. La technique pourrait avoir une large gamme d'applications, y compris la production de grandes quantités d'électrons polarisés par spin.
La création d'un gaz magnétisé dans lequel les spins électroniques pointent dans la même direction est très difficile à faire en appliquant simplement un champ magnétique - même en utilisant les aimants de laboratoire les plus solides. La magnétisation peut être obtenue en éclairant la lumière polarisée circulairement sur un gaz. Si la lumière résonne avec les niveaux d'énergie des électrons de la molécule, un degré élevé de polarisation de rotation peut être atteint dans environ 100 ns. Cependant, cela ne fonctionne que si une source de lumière à haute intensité à la fréquence de résonance correcte est disponible. Un autre problème est que la technique n'est pratique que pour les échantillons de gaz relativement diffus.
Alexander Milner, Alexsey Korobenko et Valery Milner à l'Université de la Colombie-Britannique ont utilisé une technique optique non résonnante pour magnétiser un échantillon de gaz oxygène. Appelé centrifugeuse optique, la méthode consiste à déclencher des impulsions laser à large bande dans un système optique qui produit des impulsions de type tire-bouchon. Ces impulsions sont alors capables de délivrer de grandes quantités de moment angulaire aux molécules. Un processus appelé couplage spin-rotationnel provoque alors la rotation de certains spins d'électrons sur les molécules et pointe dans la même direction, ce qui permet de magnétiser le gaz.
Bien que seulement quelques pour cent des molécules d'oxygène soient réellement centrifugés dans le processus, le nombre d'électrons polarisés créés est environ 1000 fois supérieur à celui obtenu avec des techniques résonnantes. Le champ magnétique créé dans l'échantillon est de l'ordre des dizaines de milligauss, soit environ un dixième du champ magnétique terrestre.
D'autres avantages de la technique sont qu'il fonctionne en moins d'une nanoseconde et qu'il peut être déployé à température ambiante dans des gaz relativement denses. L'équipe a également constaté que le processus peut être amélioré en plaçant le gaz dans un champ magnétique.
Selon les chercheurs, la technique de la centrifugeuse optique pourrait être utile pour l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) car la polarisation électron-spin peut être convertie en polarisation nucléaire pour la RMN. Un gaz à spin polarisé pourrait être utilisé comme source d'électrons spin-polarisés pour des expériences de physique des particules ainsi que pour sondage de la dynamique des réactions chimiques et l'analyse des propriétés électroniques des matériaux.
La recherche est décrite dans Physical Review Letters.
A propos de l'auteur
Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
MON COMMENTAIRE /On verra si les prophéties des auteurs se transforment en progrés RMN
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Une galaxie morte et distante mystifie les astronomes
A distant dead galaxy mystifies astronomers
L'impression de l'artiste comparant la voie lactée (à gauche) et MACS 2129-1 (à droite)
Disque distancé mort: la galaxie morte lointain (à droite) présente des caractéristiques inattendues
Une galaxie morte éloignée observée par le télescope spatial Hubble de la NASA a interrogé la compréhension d’astronomes sur la façon dont les galaxies massives se forment et évoluent. Jusqu'à présent, on a supposé que les galaxies mortes - celles qui ne produisent plus d'étoiles - dans l'univers primitif sont éligibles et maintiennent cette forme à mesure qu'elles évoluent. Pendant ce temps, les galaxies en spirale en forme de disque contiennent habituellement de jeunes étoiles et subissent une formation d'étoiles. Mais, la galaxie MACS 2129-1 met en doute cette théorie. MACS 2129-1 est une galaxie en forme de disque à rotation rapide trois fois plus massive que la Voie lactée, mais à la moitié de sa taille, et elle a cessé de former des étoiles quelques milliards d'années après le Big Bang. Cette découverte a surpris Sune Toft de l'Université de Copenhague au Danemark et ses collègues, car il indiquait que certaines des premières galaxies mortes devaient évoluer d'une façon ou d'une autre depuis les disques de la voie lactée aux galaxies elliptiques géantes, en changeant non seulement leur structure mais aussi le mouvement de leurs étoiles. Toft suggère que cela se produit probablement par des fusions. "Si ces galaxies poussent par la fusion avec des compagnons mineurs, et ces compagnons mineurs viennent en grand nombre et de toutes sortes d'angles différents sur la galaxie, cela finirait par randomiser les orbites des étoiles dans les galaxies", explique Toft. "Vous pouvez également imaginer des fusions majeures. Cela détruirait certainement le mouvement ordonné des étoiles". L'étude est présentée dans Nature et les chercheurs espèrent que le prochain télescope spatial James Webb fournira de nouvelles idées.
MON COMMENTAIRE /JE M’ESTIME INSATISFAIT DE CETTE CONCLUSION
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Un microscope à moment 'mesure les corrélations quantiques
Momentum microscope' measures quantum correlations
Jun 22, 2017 1 comment
22 juin 2017 1 commentaire
Un «microscope à moment» qui peut caractériser pleinement le système quantique de nombreux corps a été dévoilé par des physiciens en Australie. Le dispositif a été démontré en mesurant les corrélations entre les atomes ultra-abondants et pourrait donner un aperçu des problèmes délicats de nombreux corps, tels que la supraconductivité à haute température.
Un système quantique à plusieurs corps contenant beaucoup de particules peut être complètement caractérisé en mesurant toutes les corrélations entre les particules dans le système. Bien que cela soit extrêmement difficile à pratiquer, une très bonne caractérisation peut parfois être obtenue en se restreignant àutiliser un ensemble spécifique de corrélations entre seulement quelques particules.
Sean Hodgman de l'Université nationale australienne et ses collègues ont réalisé une telle caractérisation en collisionnant deux condensats de Bose-Einstein (BEC), qui sont des ensembles d'atomes s’ultra collant tous ensemble n dans un même état quantique. Dans cette expérience, environ un million d'atomes d'hélium ont été utilisés pour fabriquer les deux BEC.
Après que les BEC entrent en collision, l'équipe mesure les moments des atomes en suivant leurs positions en fonction du temps. Cette information est ensuite utilisée pour calculer les corrélations entre les moments des paires et les triplets des atomes dans le halo des atomes créés par la collision
Les mesures ont également permis à l'équipe de calculer l'amplitude du champ d'appariement pour le système, qu'il décrit comme un bloc de construction clé pour analyser les corrélations d'ordre supérieur dans le système. En effet, l'équipe a calculé que les mesures fournissent suffisamment d'informations pour caractériser pleinement le halo en tant que système à plusieurs corps.
La technique, qui est décrite dans Physical Review Letters, pourrait fournir des informations sur des systèmes fortement corrélés mal compris, tels que les supraconducteurs à haute température. Cela pourrait également aider les physiciens à comprendre les phénomènes exotiques tels que la localisation de nombreux corps, la dynamique vitreuse et les résonances Efimov.
A propos de l'auteur
Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
MON COMMENTAIRE /Il va peut-être amuser mes lecteurs….. Un BEC c’est une troupe d’objets semblables défilant au même pas cadencé !! Imaginez ce que peut donner le calcul sur la collision d’une troupe lente de légionnaires avec une troupe rapide de chasseurs alpins …. Heureusement les auteurs ont pris l hélium dans les deux cas !
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Chandra aide a dresser la carte Tycho supernova en 3D
Chandra helps map Tycho supernova remnant in 3D
Une image radiographique de fausses couleurs par Chandra du reste de la supernova Tych
La première vue en 3D d'un reste de supernova a été assemblée à l'aide de 12 ans de données provenant de l'observatoire des rayons X de Chandra de la NASA. Ce reste de supernova est ce qui subsiste après que l’étoile explose. Lorsque la matière éjectée se dilate vers l'extérieur dans le milieu interstellaire, délimitée par une onde de choc, les restes présentent souvent des asymétries dans leur mouvement et leur forme. Dans une tentative de comprendre les mécanismes impliqués dans la formation des restes, Brian Williams au Space Telescope Science Institute aux États-Unis et ses collègues ont étudié le résidu b de Tycho supernova en utilisant des données radiographiques. Premièrement observé en 1572, et nommé d'après l'astronome Tycho Brahe, Tycho est une supernova de type Ia qui résulte de la déstabilisation d'une naine blanche dans un système binaire alors que son partenaire lui a transféré de la masse. Maintenant, Tycho semble être un nuage approximativement circulaire de matière agglutinée , mais il est entendu que son ondes de choc a deux fois la vitesse d'un côté que de l'autre. Pour étudier l'asymétrie, l'équipe s'est concentrée sur 57 «touffures» d'éjections riches en silicium dans Tycho. En utilisant les observations de Chandra, ils ont pu mesurer les vitesses des touffes et donc construire une carte 3D complète de leur mouvement. Contrairement à l'onde de choc, l'éjecta ne montre aucune asymétrie, ce qui suggère que l'explosion elle-même était symétrique. Une explication possible est que l'onde de choc est affectée par des gradients de densité dans le milieu interstellaire alors que la matière éjectée ne l'est pas. Williams et ses collègues tentent également de s'attaquer à la nature clocharde de Tycho, en se questionnant pour savoir si les éjections ont commencé comme clochées ou ont commencé comme lisses et ensuite se sont agrégées pendant l'expansion. Leurs simulations, cependant, démontrent que l'une ou l'autre option ne peut être exclue pour le moment. Le travail est présenté dans The Astrophysical Journal.
Pas de commentaire
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Le mystère des jets solaires à disques est finalement résolu
Mystery of floppy solar jets is solved at last
Jun 23, 2017 4 comments
23 juin 2017 4 commentaire
Les particules neutres jouent un rôle crucial dans la création de ces jets mystérieux de plasma appelés spicules qui éclatent à partir de la surface du Soleil. Des simulations informatiques effectuées par des chercheurs aux États-Unis et en Norvège suggèrent qu'une interaction entre les particules neutres et le plasma dans l'atmosphère du Soleil permet aux champs magnétiques enchevêtrés de lancer les jets.
La couche centrale de l'atmosphère du Soleil - la chromosphère - est imprégnée d'environ 10 millions de spicules à tout moment donné. Ces jets se déplacent à des vitesses de 50 à 150 km / s et atteignent des longueurs de 10 000 km avant de s'effondrer. Plutôt que de pointer vers l'extérieur du Soleil, ils ont tendance à défléchir vers la surface - donnant à la chromosphère l'apparence d'une pelouse nécessitant une coupe. Les spicules pourraient fournir du plasma chaud à l'atmosphère extérieure du Soleil - la corona - et une meilleure compréhension des jets pourrait aider à résoudre le puzzle de longue date sur la cause pour laquelle la corona est des millions de degrés plus chaud que la surface du Soleil.
Cependant, comprendre ce qui entraîne l'émergence de spicules a été une tâche difficile. Ils sont difficiles à observer car ils se déplacent très rapidement, chaque jet durant seulement 5-10 min. Cela signifie qu'il a été difficile d'améliorer les simulations informatiques de spicules en les comparant aux observations de la réalité. En effet, les scientifiques sont restés à travailler sur un modèle informatique particulier de la chromosphère pendant 10 ans sans pouvoir simuler l'émergence de spicules.
Maintenant, Juan Martínez-Sykora et ses collègues du Laboratoire de l'énergie solaire et de l'astrophysique de Lockheed Martin et de l'Université d'Oslo ont trouvé un ingrédient manquant qui semble avoir freiné le succès du modèle informatique à particules neutres.
Les physiciens solaires pensent que les spicules sont créés lorsque des champs magnétiques enchevêtrés provenant du Soleil apparaissent dans la chromosphère et se redressent comme un claquement de fouet . Les modèles précédents n'ont pas été capables de reproduire ce comportement car Martínez-Sykora explique: «Habituellement, les champs magnétiques sont étroitement couplés aux particules chargées. Avec seulement des particules chargées dans le modèle, les champs magnétiques étaient bloqués et ne pouvaient pas dépasser la surface du Soleil Lorsque nous avons ajouté des neutres, les champs magnétiques ont pu se déplacer plus librement. "
Les simulations précédentes avaient ignoré ces particules neutres car il était très coûteux de les inclure. En effet, la nouvelle version de l'équipe du modèle informatique qui comprend des particules neutres a pris une année pour fonctionner sur le superordinateur Pleiades de la NASA.
La longue attente en valait la peine car le modèle était capable de simuler des spicules pour la première fois. En outre, la sortie du modèle correspondait étroitement aux spicules observés par le télescope spatial de l'imagerie par région de la NASA et le télescope solaire suédois de 1 m aux îles Canaries.
La simulation a également révélé que les champs magnétiques d'enclenchement créent des ondes d'Alfvén. Ce sont de fortes ondes magnétiques que les physiciens croient être responsables de ce chauffage de l'atmosphère du Soleil et conduire le vent solaire des particules chargées vers la Terre.
La recherche est décrite dans Science.
A propos de l'auteur
Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
MON COMMENTAIRE/ Cette introduction de particules neutres n est peut etre pas la seule cause des spicules
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Structure atomique d’un virus révélée avec les lasers à rayons X
Une reconstruction codée par couleur de la structure de surface de l'entérovirus bovin 2
Virus atomic structure revealed with X-ray lasers
La structure atomique d'une particule de virus entière et intacte a été déchiffrée avec succès par la cristallographie par rayons X pour la première fois. Une particule de virus, ou un virion, contient une structure protéique appelée capside qui maintient et protège le matériel génétique viral. Fait de plusieurs sous-unités, cette structure aide également le virion à s’attacher et à pénétrer dans une cellule hôte. Par conséquent, la compréhension de ces structures protéiniques peut aider les défenses de conception des biologistes contre les virus. Pour ce faire, les scientifiques se tournent vers la cristallographie aux rayons X. Lorsque les rayons X à haute énergie sont tirés sur un cristal, les atomes diffractent les rayons X, créant un diagramme de diffraction qui caractérise la structure atomique du cristal. Les protéines sont de minuscules cristaux, elles ne sont pas stables et robustes comme par exemple des cristaux de sel. Elles sont facilement endommagés par les rayons X. La technique nécessite également de grandes quantités d'échantillons de protéines. Pour lutter contre ces limites, une équipe dirigée par Alke Meents à DESY en Allemagne a développé un micro-motif qui contient des milliers de pores pour y enfermer de petites quantités de cristaux de protéines. En balayant un laser à rayons X pulsé sur la puce, une image de diffraction peut être enregistrée pour chaque impulsion. L'équipe analyse un cristal viral complet et une protéine de virus unique en utilisant le laser à rayons X LCLS au SLAC National Accelerator Laboratory aux États-Unis. Pour le virus complet, ils ont atteint un taux de succès de 9% - lorsque le rayon X frappe avec succès un cristal - et recueilli suffisamment de données dans les 14 minutes à température ambiante pour déterminer la structure du virus jusqu'à 0,23 nm. Dans le deuxième test, l'équipe a gelé la protéine isolée, ce qui a amélioré le taux de frappe à 90% et la collecte des données ne prenait que 10 minutes. La congélation, cependant, est trop brutale pour certains cristaux de virus car ils sont trop délicats. "Notre approche réduit non seulement le temps de collecte de données et la quantité d'échantillon nécessaire, mais elle permet également d'analyser des virus entiers à l'aide de lasers à rayons X", dit Meents. Les résultats sont présentés dans Nature Methods.
MON COMMENTAIRE /JE seuis frappé de la structure géométrique de leur échantillon et sa structure symétrique angulaire de base 5
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