Le Monde selon la physique :Physics world com :Mes traductions d octobre 2018 -2

Les traductions d aujourdhui concernent mes selections des articles anglais de PHYSICS WORLD COM  parues en septembre et octobre

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1 :MISE À JOUR DE LA RECHERCHE SUR LES SEMICONDUCTEURS ET L'ÉLECTRONIQUE
Les caractéristiques des points quantiques ne sont pas aussi permanentes (qu'on le pensait)
15 oct 2018 Anna Demming
"SEMICONDUCTORS AND ELECTRONICS RESEARCH UPDATE
Quantum dot characteristics prove not so permanent"


Des chercheurs de l'Indian Institute of Science ont révélé des changements dans la durée de vie des émissions de nanocristaux de CuInS2 revêtus de CdS. Crédit:
«La durée de vie spontanée d'un émetteur isolé est une constante qui ne devrait pas varier dans le temps. Or vous avez ici un émetteur spontané dont la durée de vie est en train de changer», explique Anshu Pandey en exprimant sa surprise devant les résultats récents de son groupe.

Aux côtés d'Arpita Mukherjee et Biswajit Bhattacharyya de l'Institut indien des sciences (IISc) de Bangalore, Pandey a étudié les caractéristiques d'émission des nanocristaux de CuInS2. Ce sont des émetteurs très stables, ce qui en fait un candidat souhaitable pour un certain nombre d'applications optoélectroniques. Cependant, un certain nombre d'observations du comportement des émissions ne se sont pas additionnées, ce qui a incité les chercheurs de l'IISc à développer des techniques de déconvolution afin d'étudier l'évolution des caractéristiques de la durée de vie des émissions de leurs nanocristaux.

«Lorsque nous disons qu'un nanocristal présejte une durée de vie de telle  ou telle manière, il s'agit d'une propriété physique déterminée par le matériau et la densité des états de photons qui l'entourent. C’est un peu comme si on disait qu’un semi-conducteur a une certaine bande interdite - vous ne revenez pas cinq minutes plus tard et ne dites pas «quelle est sa bande interdite maintenant?» », Explique Mukherjee, premier auteur de l’article, à Physics World. «Mais dans le cas des nanocristaux de CuInS2 / CdS, le taux de radiation spontané change avec le temps.»

Les résultats - jusqu'ici propres aux points quantiques CuInS2 dans leur étude - révèlent un couplage entre la fonction d'onde du trou et les modes de réseau après les premières picosecondes et permettent une meilleure compréhension de la dynamique de localisation du trou. Ils fournissent également une explication pour un certain nombre de propriétés photophysiques, y compris la forte stabilité des points quantiques qui ne compromet pas les autres propriétés optoélectroniques.

«Les procédures de déconvolution ont été adoptées parce que nous soupçonnions des changements dans la suite», explique Pandey. Il fait remarquer que d'autres avaient déjà émis l'hypothèse de la localisation du trou de bande de valence pour expliquer pourquoi les nombres définissant les propriétés diélectriques des nanocristaux de CuInS2 ne correspondaient pas aux durées de vie observées.

«Il existe également d'autres propriétés, comme un Stokes Shift anormalement grand, etc.», ajoute Pandey, en décrivant les observations faites par d'autres chercheurs sur le terrain. «Celles-ci ont donc toutes fortement insisté sur l’idée qu’il devait exister un phénomène de localisation quelque part, mais qu’une observation directe était absente.»
Mukherjee, Bhattacharyya et Pandey essayaient principalement de suivre l'état de la fonction d'onde du trou. Pour rendre l'émission suffisamment perceptible pour leurs techniques de caractérisation, ils ont utilisé des nanocristaux de CuInS2 revêtus de CdS.

L'approche habituelle serait de sonder l'absorption transitoire - «un standard pour les spectroscopistes étudiant les nanocristaux», comme le souligne Pandey. Ici, les changements d'absorption sont mesurés dans le temps après un éclair de lumière. Cependant, il n'est pas possible d'utiliser cette technique pour suivre les trous de bande de valence dans les nanocristaux à base de CuInS2.

En conséquence, les chercheurs de l'IISc ont également examiné la photoluminescence à conversion ascendante, qui permet de mesurer les transitoires de luminescence avec une résolution temporelle élevée. Avec ces mesures, ils pourraient détecter une contribution plus rapide à la désintégration au cours des 15 premières nanosecondes. Normalement, les chercheurs expliquent les phénomènes transitoires de décroissance rapide comme étant le résultat de processus de décroissance non radiative, mais cette explication signifierait un rendement quantique d’environ 0,4% alors que le rendement quantique mesuré et ses collaborateurs étaient d’environ 60%. La localisation d’une des fonctions d’onde porteuse semblait être la seule cause plausible.
L'étude de l'absorption transitoire avec divers paramètres a permis aux chercheurs d'éliminer le rôle des électrons de la bande de conduction, afin de pouvoir conclure que la fonction d'onde du trou était relâchée dans un autre état situé sous le bord de la bande. Des calculs visant à déconvoluer la photoluminescence de conversion ascendante, fondés sur une série de modèles fondés sur différentes hypothèses de caractéristiques de décroissance non radiative, ont fourni des informations indépendantes du modèle sur la dynamique des trous. Ils ont identifié une durée de vie transitoire rapide de 46 ns qui passe à une durée de vie plus longue de 294 ns après les 15 premières ns lorsque la fonction d’onde de trou s’effondre.

"Cela offre une explication à l'extraordinaire stabilité de ces matériaux", déclare Pandey, soulignant que cet attribut souhaitable est déjà largement reconnu. «Cela se produit parce que leurs émissions proviennent de ces états localisés et que le gros de l’émission a lieu après cette localisation. Donc, cela fournit une explication très directe d comportement de ce matériau
MON COMMNTAIRE  / Résultat interessant sur la   dynamique de ces trous   et leur propriétés . A SUIVRE

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MISE À JOUR DE RECHERCHE EN GÉNIE NEURONAL
NEURAL ENGINEERING RESEARCH UPDATE
Des microélectrodes transparentes améliorent la cartographie de l'activité cérébrale
16 octobre 2018

Le plus gros défi scientifique du siècle est sans doute de comprendre comment fonctionne le cerveau - quel stimulus active quel (s) neurone (s) et en quoi cela affecte-t-il le comportement et la pensée? Il existe de nombreuses technologies différentes avec des fonctionnalités de cartographie cérébrale, mais aucune n'a la résolution nécessaire pour suivre les modèles cellulaires et moléculaires sous-jacents dans le cerveau.

Les scientifiques souhaitent combiner la résolution temporelle des enregistrements électrophysiologiques avec la résolution spatiale acquise avec l'imagerie à deux photons des fluctuations calciques neuronales. Mais cela nécessite la fabrication d'une électrode spéciale qui possède une bonne fonction électrique pour l'électrophysiologie, tout en laissant passer la lumière pour l'imagerie à deux photons.

Un certain nombre de matériaux différents ont été testés pour une utilisation dans des électrodes transparentes, mais lorsqu’ils ont été mis à l’échelle pour mesurer une activité neuronale unique, les électrodes ont toutes présenté  de mauvaises performances électriques. Le rapport signal sur bruit en souffre car, à l'échelle du micromètre, une résistance complexe conduit à une impédance élevée et au bruit important correspondant.

Au cours des deux dernières années, le groupe de Hui Fang de la Northeastern University a produit un nouveau type de matériau transparent pour microélectrodes. Il a été fabriqué à partir de matériaux d'électrode traditionnels avec des «trous» à l'échelle nanométrique formant une structure nanomesh en forme de dentelle qui confère une transparence à l'échelle macroscopique.

Fang a maintenant transformé son matériel en réseau de microélectrodes entièrement fonctionnel et a collaboré avec la neurobiologiste Michela Fagiolini du Boston Children’s Hospital pour valider la fonctionnalité des électrodes dans le cortex visuel de souris vivantes (Science Advances 4 eaat0626).

«Nous avons jeté un pont entre deux modalités majeures de cartographie du cerveau», a déclaré Fang, soulignant que la cartographie réalisée par cette microélectrode chez les petits animaux pourrait être corrélée à l’être humain, avec un impact potentiellement «énorme» sur la compréhension du cerveau.
Pour transformer les nanomeshes métalliques en électrodes à haute performance, les bioingénieurs ont appliqué un revêtement à basse impédance de polystyrène sulfonate de poly (3,4-éthylènedioxythiophène), créant ainsi une bicouche de revêtement d'or de 25 nm d'épaisseur / 85 nm. Cependant, la tâche était ardue, car les trous en forme de lacet du revêtement devaient s’aligner parfaitement avec ceux du métal nanométrique afin d’empêcher le blocage des nano-trous et ainsi le passage de la lumière à travers l’électrode. Fang remercie les étudiants de son équipe pour le travail diligent qui a finalement abouti à un revêtement protégeant fidèlement la structure transparente du nanomes
La bicouche de microélectrodes à 32 canaux a été fabriquée sur un film de parylène C transparent et souple, afin de faciliter la bio-application. Le groupe de Fang a ensuite testé les propriétés électriques et physiques des nouvelles microélectrodes.

L'évolutivité a été démontrée, avec une impédance de 130 kW à 1 kHz pour chacun des canaux de 20 µm de diamètre, une performance comparable aux meilleurs réseaux d'électrodes non transparentes. «Le rendement élevé que nous avons constaté lors des tests au banc d'essai était vraiment remarquable», déclare Fang. Des essais de pliage mécanique et de trempage à long terme ont également montré que les électrodes étaient robustes et flexibles physiquement et chimiquement.

Avant les tests in vivo, l'équipe devait éliminer les artefacts dans les enregistrements d'électrophysiologie connus pour être induits par la stimulation neuronale. Ils ont établi une collaboration avec des bioingénieurs de l’Université de Californie à Los Angeles, qui ont utilisé leur système avancé de rejet des artefacts et de communication sans fil pour supprimer les artefacts des enregistreme
Le groupe de Fangolini à l’hôpital pour enfants de Boston a utilisé le réseau prometteur de microélectrodes et testé ses capacités chez la souris vivante.

Schéma montrant l'enregistrement électroencéphalographique, au niveau d'un neurone, avec l'imagerie optique à 2 photons de l'activité du calcium. (Gracieuseté de Yi Qiang et al. Sci. Adv. 4, eaat0626, 2018)
Des micro-électrodes transparentes ont été implantées avec des fenêtres crâniennes dans les crânes de souris adultes, et un serre-tête a été ajusté pour permettre un appui-tête lors de l'imagerie. Après la chirurgie, un indicateur de calcium exprimant le virus a été injecté dans le cortex visuel.

Vingt jours après la chirurgie, l’équipe a appliqué des stimuli visuels et effectué des lectures électrophysiologiques simultanées parallèlement à l’imagerie à deux photons des neurones de la couche 2/3 du cortex visuel.

Les lectures d'électrophysiologie ont permis d'obtenir des rendements élevés avec une impédance stable et constante, tandis qu'une transparence élevée permettait d'obtenir une bonne qualité d'image à deux photons. «Nous avons ainsi validé que l'électrophysiologie correspond à l'imagerie du calcium», déclare Fang.

Mais Fang souligne également que la dynamique du calcium limitait l’imagerie à deux photons aux basses fréquences. «À basse fréquence, les données correspondent, mais à haute fréquence, nous ne pouvons compter que sur l'électrophysiologie», fait-il remarquer.


Le groupe travaille actuellement sur de nouveaux réseaux d’électrodes transparentes comportant des centaines de canaux. Cependant, des algorithmes avancés doivent être développés pour mapper avec précision chaque signal détecté sur des neurones individuels. «Notre prochaine étape consiste à utiliser la bonne résolution spatiale de l’imagerie calcique et la bonne résolution temporelle de l’électrophysiologie, puis à fusionner les données pour obtenir une image complète», explique Fang. Le groupe espère que, malgré le fait que la plupart des méthodes optiques ne peuvent pas être réalisées de manière éthique sur l'homme, ces travaux permettront de mieux comprendre la neurobiologie humaine. «Si nous pouvons mieux comprendre les corrélations entre la cartographie optique et l'électrophysiologie, nous pourrons mieux déduire comment le cerveau humain fonctionne à partir des données d'électrophysiologie humaine», déclare Fang. Voulez-vous lire plus? Inscrivez-vous pour déverrouiller tout le contenu du site Adresse e-mail Enregistrer Louisa Cockbill est un écrivain scientifique basé au Royaume-Uni sunpbiotech.com/ Publicité GOLD SUPPLIERS www.cirsinc.com/ www.elekta.com lumicks.com/ connect.physicsworld. com / physik-instrumente-pi-gmbh-and-co-kg / 414882.supplier Journal de génie neural Journal de génie neural aide les scientifiques, les cliniciens et les ingénieurs à comprendre, remplacer, réparer et améliorer le système nerveux. cirsinc.com/p

Louisa Cockbill is a science writer based in the UK
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MON COMMENTAIRE
 Voila un énorme  souhait des  neurologues actuels  désigner trés précisement les trajets et les zones d aiguillage puis de stationnements de nos sensations  , de notre reflexion et de notre conscience !!! MAIS QUEL DEFI!Le premier projet de cartographie du cerveau remonte à 1962 dans l'Ohio. Où l'hôpital d'État de Columbus a numérisé le cerveau de plus de 500 sujets à l'aide d’un électroencéphalographe à hyper-fréquence (Hyfreeg)
 j en profite alors pour signaler nos specialistes de   SACLAy  avec leur super RMN  (EUROSPIN ).....Il est possible que lers européens songent à un  CERN  DU CERVEAU    et donc esperer progresser dans la recherche des medicaments pour les maladies dégénératives du système nerveux

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Le dernier livre de Stephen Hawking: une revue de Brèves réponses aux grandes questions
16 octobre 2018 Matin Durrani
Stephen Hawking’s final book: a review of Brief Answers to the Big Questions
16 Oct 2018 Matin Durrani


Photo de la couverture de Brèves réponses aux grandes questions de Stephen Hawking
Dernier effort: les réponses aux grandes questions sont terminées après le décès de Stephen Hawking
Les éditeurs sont généralement tellement désespérés de faire réviser leurs nouveaux livres qu’ils bombarderont les journaux, les sites Web et les magazines avec des exemplaires de publication préalable non sollicités afin d’obtenir une couverture au moment du lancement des titres. Il suffit de regarder le classeur Physics World: il regorge de livres que nous n’avons pas demandés, mais qui ont été envoyés à la demande par des éditeurs assoiffés de publicité. Mais avec le dernier et dernier livre de Stephen Hawking, il se passa quelque chose de très différent.

Pour obtenir un aperçu des réponses brèves aux grandes questions, publiées aujourd'hui, les éditeurs John Murray ont fait passer Physics World à travers différentes étapes. Cela étant fait, je m'attendais à de grandes choses dans le livre - et j'imagine que de nombreux lecteurs le feront aussi.

Le premier ouvrage de vulgarisation scientifique de Hawking, Une brève histoire du temps, s’est vendu à plus de 25 millions d’exemplaires depuis sa parution il y a 30 ans et chaque titre qu'il a écrit depuis a fait sensation. Son dernier livre est forcément énorme. En effet, je peux imaginer une industrie artisanale de livres et de journaux Hawking «perdus» ou inachevés publiés depuis des décennies, tout comme ils le font  encore avec les travaux de cet autre grand physicien, Richard Feynman.

Hawking travaillait toujours sur les Réponses Brèves aux Grandes Questions quand il est décédé en mars dernier. Pour combler les lacunes, les éditeurs ont décidé de s’appuyer sur «l’immense archive personnelle» de Hawking contenant les réponses qu’il avait données sous forme de discours, d’interviews, d’essais et d’articles aux nombreuses questions qui lui étaient posées. Le livre a ensuite été achevé en collaboration avec «ses collègues universitaires, sa famille et la Stephen Hawking estate  (,propriété  intelectuelle  ) ». Un pourcentage des redevances est destiné à la Motor Neurone Disease Association et à la Stephen Hawking Foundation.

Alors, qu'en est-il du livre lui-même? Il est divisé en 10 chapitres, chacun posant une question différente. Trois sont ouvertes: «Qu'y a-t-il à l'intérieur d'un trou noir?», «Comment tout a commencé?» Et «Comment façonnons-nous l'avenir?». Les sept autres sont toutes des questions oui / non, telles que «Y a-t-il un Dieu?», «Le voyage dans le temps est-il possible?» Et «Vivrons-nous sur Terre?», Ce qui incite le lecteur à penser qu'il y aura des réponses faciles . Sauf que, comme vous vous en doutez, ce n’est pas si simple.

Prenez le chapitre «Pouvons-nous prédire l’avenir?». Commençant par des événements astronomiques réguliers, il passe rapidement au déterminisme scientifique, à la physique quantique, aux variables cachées et au principe d’incertitude de Heisenberg. Sous l'apparence d'une simple question, Hawking a réussi à guider le lecteur vers un tour d'horizon complet du monde quantique (résultat final: non, nous ne pouvons pas tout prédire). C’est une ruse intelligente. Posez une question simple et vous attirerez les lecteurs qui pourraient ne pas savoir qu'ils seraient intéressés par une science complexe.

Hawking coche toutes les grandes idées que vous attendez de l’un de ses livres. Relativité générale. Le Big Bang. Inflation. Formation de galaxie. Ondes gravitationnelles.

Par ailleurs, Hawking coche toutes les grandes idées que vous attendez de l’un de ses livres. Relativité générale. Le Big Bang. Inflation. Formation de galaxie. Ondes gravitationnelles. Il y a aussi quelques sujets de niche paticulière : le temps imaginaire, la théorie M et les cordes cosmiques (bien que, étonnamment, rien ne concerne  la matière noire ou l'énergie noire). Les trois derniers chapitres abordent l’avenir de l’humanité, les perspectives de colonisation de l’espace et la question de savoir si l’intelligence artificielle va nous déjouer (réponse: oui probablement, nous devrions donc l’embrasser, mais à planifier soigneusement pour éviter tout effet secondaire indésirable).

L'un des chapitres les plus accessibles s'intitule: “Vivrons-nous sur Terre?”. Il contient tous les suspects habituels qui menacent la planète depuis  la surpopulation et des armes nucléaires au réchauffement de la planète, au terrorisme etjusqu' à Donald Trump. Hawking prédit qu’il était «presque inévitable qu’une confrontation nucléaire ou une catastrophe environnementale paralysera la Terre à un moment donné dans les 1000 prochaines années».

Je peux imaginer que la communication a dû être extrêmement frustrante pour Hawking, étant donné qu'il ne pourrait le faire que plus tard, uniquement en contractant un muscle facial en réponse à un écran d'ordinateur. Cette difficulté signifiait que tout ce que Hawking disait ou écrivait était concis et sans mots redondants. Cela rendait aussi ses messages parlants mémorables, surtout qu’ils étaient livrés avec sa voix informatisée et presque Delphique.

Cependant, lire plus de 200 pages de texte dans ce style est difficile. Traverser les brèves réponses aux grandes questions, c'est comme manger une épaisse tranche de pain de seigle. Bon pour vous, mais pas si facile à digérer et j'ai toujours eu envie d'un croissant blanc moelleux pour mieux  prendre le rythme. L’acteur Eddie Redmayne a déclaré dans l’avant-propos que Hawking était «l’homme le plus drôle que j’ai eu le plaisir de rencontrer» et j’aurais aimé  en avoir encore plus de preuves"
Redmayne a fait la connaissance de Hawking, à qui il attribue une «paire de sourcils exceptionnellement expressive», tout en jouant dans The Theory of Everything.

Il y a des moments amusants. Lorsque Hawking s'est rendu à l'Université de Cambridge dans les années 1960, il souhaitait à l'origine faire un doctorat avec l'astronome Fred Hoyle. Mais comme Hoyle avait suffisamment d’élèves, Hawking fut assigné à Denis Sciama. "C'était juste aussi bien", se souvient Hawking, "parce que j'aurais été amené à défendre sa théorie de l'état stable, une tâche qui aurait été plus difficile que de négocier un Brexit." (Hoyle a déclaré que nous vivions dans un univers où la matière est continuellement créée.)

J’ai aussi apprécié le sentiment d’autodépréciation de Hawking. Pour ses collègues, Hawking n’était «qu’un physicien de plus». Mais pour le grand public, il prétend avoir été le scientifique le plus connu au monde. «Ceci est dû en partie au fait que les scientifiques, à part Einstein, ne sont pas des stars du rock très connues, et en partie au fait que je cadre avec le stéréotype du génie handicapé. Je ne peux pas me déguiser avec une perruque et des lunettes noires - le fauteuil roulant me trahit. "

Je me demandais continuellement si chaque phrase était ce que Hawking avait dit dans le passé ou  si c'était quelque chose de tout à fait nouveau.

Le problème avec ces passages, comme avec le reste du livre, est qu’il n’est pas clair qu’ils soient frais ou extraits des archives. Au mérite du livre, la rédaction est transparente, mais je me suis toujours demandé si chaque phrase correspondait à ce que Hawking avait dit dans le passé ou si elle était totalement nouvelle. Sans avoir à parcourir ses livres ou ses énoncés antérieurs, les lecteurs devront continuer malgré tout à chercher .

Hawking aime aussi dévier du sujet: à peine at-il abordé l’Armageddon nucléaire qu’il aborde un nombre infini de boucles fermées de particules, de longueurs de Planck et d’ADN. Un autre problème est que Hawking n’a pas commencé à la page 1 et n’a pas écrit une histoire cohérente qui se déploie à travers le livre. Au lieu de cela, de nombreux chapitres répètent les points précédents, bien que cela permette à chacun de les lire assez indépendamment.

Ce livre sera ainsi  le manifeste de Hawking. Optimiste, optimiste et visionnaire, il considère la science - et la compréhension scientifique - comme vitale pour l’avenir de l’humani
Avec une introduction amusante de Kip Thorne, collègue américain de Hawking, qui a partagé le prix Nobel de physique 2017 pour la découverte des ondes gravitationnelles, le livre se termine par une postface émouvante de sa fille Lucy Hawking. Elle y évoque les événements de ses funérailles sur «la sombre grisaille d'une journée de printemps à Cambridge» et rend hommage à son père: «À 75 ans, complètement paralysé et incapable de bouger quelques muscles faciaux… encore levé chaque jour, enfiler un costume et aller au travail ».
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Mon commentaire sur  S.H paraitra dans un article dédié  car  avec mes  articles sur  "LES LOIS PHYSIQUES  A STRUCTURE DE DIEUX "   mes reflexions ont  tangenté voire partagé le territoire des siennes .....