SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE / W 35 P3 / CHAPEAU L ARTISTE !

Ma dernière traduction de la semaine 35 concerte les subtilités de la mécanique quantique des molécules et me ramène à un secteur de mes propres anciennes recherches ou de celles des thésards /''In a first, scientists capture a 'quantum tug' between neighboring water molecules by SLAC National Accelerator LaboratoryMa dernière traduction de la semaine 35 concerte les subtilités de la mécanique quantique des molécules et me ramène à un secteur de mes propres anciennes recherches ou de celles des thésards /''In a first, scientists capture a 'quantum tug' between neighboring water molecules by SLAC National Accelerator Laboratory XXXXXXXXXXXXXXXX Dans un premier temps, les scientifiques capturent un « remorqueur quantique » entre les molécules d'eau voisines par SLAC National Accelerator Laboratory Des chercheurs ont fait la première observation directe du mouvement atomique dans des molécules d'eau liquide qui ont été excitées par la lumière laser. Leurs résultats révèlent des effets qui pourraient sous-tendre l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau. Crédit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory L'eau est le liquide le plus abondant mais le moins compris dans la nature. Il présente de nombreux comportements étranges que les scientifiques ont encore du mal à expliquer. Alors que la plupart des liquides deviennent plus denses à mesure qu'ils refroidissent, l'eau est plus dense à 39 degrés Fahrenheit, juste au-dessus de son point de congélation. C'est pourquoi la glace flotte au sommet d'un verre à boire et les lacs gèlent depuis la surface vers le bas, permettant à la vie marine de survivre aux hivers froids. L'eau a également une tension superficielle inhabituellement élevée, permettant aux insectes de marcher à sa surface, et une grande capacité de stockage de chaleur, maintenant la température de l'océan stable. Aujourd'hui, une équipe qui comprend des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie, de l'Université de Stanford et de l'Université de Stockholm en Suède a fait la première observation directe de la façon dont les atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau tirent et poussent les molécules d'eau voisines lorsqu'elles sont excitées par la lumière laser. . Leurs résultats, publiés aujourd'hui dans Nature, révèlent des effets qui pourraient sous-tendre des aspects clés de l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau et pourraient conduire à une meilleure compréhension de la façon dont l'eau aide les protéines à fonctionner dans les organismes vivants. "Bien que ce soi-disant effet quantique nucléaire ait été supposé être au cœur de nombreuses propriétés étranges de l'eau, cette expérience marque la première fois qu'elle est observée directement", a déclaré le collaborateur de l'étude Anders Nilsson, professeur de physique chimique à Stockholm. Université. "La question est de savoir si cet effet quantique pourrait être le chaînon manquant dans les modèles théoriques décrivant les propriétés anormales de l'eau." Chaque molécule d'eau contient un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène, et un réseau de liaisons hydrogène entre les atomes d'hydrogène chargés positivement dans une molécule et les atomes d'oxygène chargés négativement dans les molécules voisines les maintient tous ensemble. Ce réseau complexe est la force motrice derrière de nombreuses propriétés inexplicables de l'eau, mais jusqu'à récemment, les chercheurs étaient incapables d'observer directement comment une molécule d'eau interagitavec ses voisins .Une animation montre comment une molécule d'eau réagit après avoir été touchée par une lumière laser.. Lorsque la molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène (blanc) tire les atomes d'oxygène (rouge) des molécules d'eau voisines plus près, avant de les repousser, élargissant le espace entre les molécules. Cette nouvelle vision d'un effet qui serait à l'origine de nombreuses propriétés étranges de l'eau a été créée avec la "caméra à électrons" MeV-UED du SLAC, qui projette des échantillons avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie pour regarder à l'intérieur. Crédit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory "La faible masse des atomes d'hydrogène accentue leur comportement d'onde quantique", a déclaré Kelly Gaffney, collaboratrice du Stanford Pulse Institute du SLAC. "Cette étude est la première à démontrer directement que la réponse du réseau de liaisons hydrogène à une impulsion d'énergie dépend de manière critique de la nature mécanique quantique de la façon dont les atomes d'hydrogène sont espacés, ce qui a longtemps été suggéré comme étant responsable des attributs uniques d'eau et de son réseau de liaisons hydrogène." Jusqu'à présent, faire cette observation a été difficile car les mouvements des liaisons hydrogène sont si petits et rapides. Cette expérience a surmonté ce problème en utilisant le MeV-UED du SLAC, une "caméra à électrons" à grande vitesse qui détecte les mouvements moléculaires subtils en diffusant un puissant faisceau d'électrons sur les échantillons. L'équipe de recherche a créé des jets d'eau liquide de 100 nanomètres d'épaisseur - environ 1 000 fois plus fins que la largeur d'un cheveu humain - et a fait vibrer les molécules d'eau avec une lumière laser infrarouge. Ensuite, ils ont fait exploser les molécules avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie de MeV-UED. Pour ces expériences, l'équipe de recherche (de gauche à droite : Xiaozhe Shen, Pedro Nunes, Jie Yang et Xijie Wang) a utilisé le MeV-UED du SLAC, une « caméra à électrons » à grande vitesse qui utilise un puissant faisceau d'électrons pour détecter de subtils mouvements moléculaires. en échantillons. Crédit : Dawn Harmer/SLAC National Accelerator Laboratory Cela a généré des instantanés haute résolution de la structure atomique changeante des molécules qu'elles ont enchaînées dans un film en stop-motion montrant comment le réseau de molécules d'eau a réagi à la lumière. Les instantanés, qui se sont concentrés sur des groupes de trois molécules d'eau, ont révélé que lorsqu'une molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène tire les atomes d'oxygène des molécules d'eau voisines plus près avant de les repousser avec sa nouvelle force, élargissant l'espace entre les molécules. "Pendant longtemps, les chercheurs ont essayé de comprendre le réseau de liaisons hydrogène à l'aide de techniques de spectroscopie", a déclaré Jie Yang, ancien scientifique du SLAC et maintenant professeur à l'Université Tsinghua en Chine, qui a dirigé l'étude. "La beauté de cette expérience est que, pour la première fois, nous avons pu observer directement comment ces molécules se déplacent." Les chercheurs espèrent utiliser cette méthode pour mieux comprendre la nature quantique des liaisons hydrogène et le rôle qu'elles jouent dans les propriétés étranges de l'eau, ainsi que le rôle clé que ces propriétés jouent dans de nombreux processus chimiques et biologiques. "Cela a vraiment ouvert une nouvelle fenêtre pour étudier l'eau", a déclaré Xijie Wang, éminent scientifique du SLAC et collaborateur à l'étude. "Maintenant que nous pouvons enfin voir les liaisons hydrogène se déplacer, nous aimerions relier ces mouvements à une image plus large, ce qui pourrait faire la lumière sur la façon dont l'eau a conduit à l'origine et à la survie de la vie sur Terre et informer le développement de méthodes d'énergie renouvelable ." MeV-UED est un instrument de l'installation utilisateur LCLS, exploité par le SLAC au nom du DOE Office of Science, qui a financé cette recherche. . XXXXXXXXXXXXXXXXX Explore further Water surface molecules lose energy through rotation of free OH group More information: Direct observation of ultrafast hydrogen bond strengthening in liquid water, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021- XXXXXXXXXXXXXXXXX MES COMMENTAIRES C est un sujet que je connais par mes etudes de modification des frequencesI.R; de vibration et de rotation sur des molecules adsorbees sur une surfaces solide ( thèse de G . LIEUX ) Je suis allé donc voir exactement sur Nature le détail de leur travail et en voici la traduction ''Ici, nous mesurons la réponse structurelle ultrarapide à l'excitation de la vibration d'étirement OH dans l'eau liquide avec une résolution spatiale temporelle et atomique femtoseconde en utilisant la diffusion d'électrons ultrarapide liquide. Nous avons observé une contraction transitoire de la liaison hydrogène d'environ 0,04 Å sur une échelle de temps de 80 femtosecondes, suivie d'une thermalisation sur une échelle de temps d'environ 1 picoseconde. Des simulations de dynamique moléculaire révèlent la nécessité de traiter mécaniquement la distribution du proton partagé dans la liaison hydrogène pour capturer la dynamique structurelle ....'' xxxxxx C'est une belle performance que la spectro I R ne nous permettait pas :nous ne déterminions que le shift de frquence de vibration .... Ma dernière traduction de la semaine 35 concerte les subtilités de la mécanique quantique des molécules et me ramène à un secteur de mes propres anciennes recherches ou de celles des thésards /''In a first, scientists capture a 'quantum tug' between neighboring water molecules by SLAC National Accelerator Laboratory XXXXXXXXXXXXXXXX Dans un premier temps, les scientifiques capturent un « remorqueur quantique » entre les molécules d'eau voisines par SLAC National Accelerator Laboratory Des chercheurs ont fait la première observation directe du mouvement atomique dans des molécules d'eau liquide qui ont été excitées par la lumière laser. Leurs résultats révèlent des effets qui pourraient sous-tendre l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau. Crédit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory L'eau est le liquide le plus abondant mais le moins compris dans la nature. Il présente de nombreux comportements étranges que les scientifiques ont encore du mal à expliquer. Alors que la plupart des liquides deviennent plus denses à mesure qu'ils refroidissent, l'eau est plus dense à 39 degrés Fahrenheit, juste au-dessus de son point de congélation. C'est pourquoi la glace flotte au sommet d'un verre à boire et les lacs gèlent depuis la surface vers le bas, permettant à la vie marine de survivre aux hivers froids. L'eau a également une tension superficielle inhabituellement élevée, permettant aux insectes de marcher à sa surface, et une grande capacité de stockage de chaleur, maintenant la température de l'océan stable. Aujourd'hui, une équipe qui comprend des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie, de l'Université de Stanford et de l'Université de Stockholm en Suède a fait la première observation directe de la façon dont les atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau tirent et poussent les molécules d'eau voisines lorsqu'elles sont excitées par la lumière laser. . Leurs résultats, publiés aujourd'hui dans Nature, révèlent des effets qui pourraient sous-tendre des aspects clés de l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau et pourraient conduire à une meilleure compréhension de la façon dont l'eau aide les protéines à fonctionner dans les organismes vivants. "Bien que ce soi-disant effet quantique nucléaire ait été supposé être au cœur de nombreuses propriétés étranges de l'eau, cette expérience marque la première fois qu'elle est observée directement", a déclaré le collaborateur de l'étude Anders Nilsson, professeur de physique chimique à Stockholm. Université. "La question est de savoir si cet effet quantique pourrait être le chaînon manquant dans les modèles théoriques décrivant les propriétés anormales de l'eau." Chaque molécule d'eau contient un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène, et un réseau de liaisons hydrogène entre les atomes d'hydrogène chargés positivement dans une molécule et les atomes d'oxygène chargés négativement dans les molécules voisines les maintient tous ensemble. Ce réseau complexe est la force motrice derrière de nombreuses propriétés inexplicables de l'eau, mais jusqu'à récemment, les chercheurs étaient incapables d'observer directement comment une molécule d'eau interagitavec ses voisins .Une animation montre comment une molécule d'eau réagit après avoir été touchée par une lumière laser.. Lorsque la molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène (blanc) tire les atomes d'oxygène (rouge) des molécules d'eau voisines plus près, avant de les repousser, élargissant le espace entre les molécules. Cette nouvelle vision d'un effet qui serait à l'origine de nombreuses propriétés étranges de l'eau a été créée avec la "caméra à électrons" MeV-UED du SLAC, qui projette des échantillons avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie pour regarder à l'intérieur. Crédit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory "La faible masse des atomes d'hydrogène accentue leur comportement d'onde quantique", a déclaré Kelly Gaffney, collaboratrice du Stanford Pulse Institute du SLAC. "Cette étude est la première à démontrer directement que la réponse du réseau de liaisons hydrogène à une impulsion d'énergie dépend de manière critique de la nature mécanique quantique de la façon dont les atomes d'hydrogène sont espacés, ce qui a longtemps été suggéré comme étant responsable des attributs uniques d'eau et de son réseau de liaisons hydrogène." Jusqu'à présent, faire cette observation a été difficile car les mouvements des liaisons hydrogène sont si petits et rapides. Cette expérience a surmonté ce problème en utilisant le MeV-UED du SLAC, une "caméra à électrons" à grande vitesse qui détecte les mouvements moléculaires subtils en diffusant un puissant faisceau d'électrons sur les échantillons. L'équipe de recherche a créé des jets d'eau liquide de 100 nanomètres d'épaisseur - environ 1 000 fois plus fins que la largeur d'un cheveu humain - et a fait vibrer les molécules d'eau avec une lumière laser infrarouge. Ensuite, ils ont fait exploser les molécules avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie de MeV-UED. Pour ces expériences, l'équipe de recherche (de gauche à droite : Xiaozhe Shen, Pedro Nunes, Jie Yang et Xijie Wang) a utilisé le MeV-UED du SLAC, une « caméra à électrons » à grande vitesse qui utilise un puissant faisceau d'électrons pour détecter de subtils mouvements moléculaires. en échantillons. Crédit : Dawn Harmer/SLAC National Accelerator Laboratory Cela a généré des instantanés haute résolution de la structure atomique changeante des molécules qu'elles ont enchaînées dans un film en stop-motion montrant comment le réseau de molécules d'eau a réagi à la lumière. Les instantanés, qui se sont concentrés sur des groupes de trois molécules d'eau, ont révélé que lorsqu'une molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène tire les atomes d'oxygène des molécules d'eau voisines plus près avant de les repousser avec sa nouvelle force, élargissant l'espace entre les molécules. "Pendant longtemps, les chercheurs ont essayé de comprendre le réseau de liaisons hydrogène à l'aide de techniques de spectroscopie", a déclaré Jie Yang, ancien scientifique du SLAC et maintenant professeur à l'Université Tsinghua en Chine, qui a dirigé l'étude. "La beauté de cette expérience est que, pour la première fois, nous avons pu observer directement comment ces molécules se déplacent." Les chercheurs espèrent utiliser cette méthode pour mieux comprendre la nature quantique des liaisons hydrogène et le rôle qu'elles jouent dans les propriétés étranges de l'eau, ainsi que le rôle clé que ces propriétés jouent dans de nombreux processus chimiques et biologiques. "Cela a vraiment ouvert une nouvelle fenêtre pour étudier l'eau", a déclaré Xijie Wang, éminent scientifique du SLAC et collaborateur à l'étude. "Maintenant que nous pouvons enfin voir les liaisons hydrogène se déplacer, nous aimerions relier ces mouvements à une image plus large, ce qui pourrait faire la lumière sur la façon dont l'eau a conduit à l'origine et à la survie de la vie sur Terre et informer le développement de méthodes d'énergie renouvelable ." MeV-UED est un instrument de l'installation utilisateur LCLS, exploité par le SLAC au nom du DOE Office of Science, qui a financé cette recherche. . XXXXXXXXXXXXXXXXX Explore further Water surface molecules lose energy through rotation of free OH group More information: Direct observation of ultrafast hydrogen bond strengthening in liquid water, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021- XXXXXXXXXXXXXXXXX MES COMMENTAIRES C est un sujet que je connais par mes etudes de modification des frequencesI.R; de vibration et de rotation sur des molecules adsorbees sur une surfaces solide ( thèse de G . LIEUX ) Je suis allé donc voir exactement sur Nature le détail de leur travail et en voici la traduction ''Ici, nous mesurons la réponse structurelle ultrarapide à l'excitation de la vibration d'étirement OH dans l'eau liquide avec une résolution spatiale temporelle et atomique femtoseconde en utilisant la diffusion d'électrons ultrarapide liquide. Nous avons observé une contraction transitoire de la liaison hydrogène d'environ 0,04 Å sur une échelle de temps de 80 femtosecondes, suivie d'une thermalisation sur une échelle de temps d'environ 1 picoseconde. Des simulations de dynamique moléculaire révèlent la nécessité de traiter mécaniquement la distribution du proton partagé dans la liaison hydrogène pour capturer la dynamique structurelle ....'' xxxxxx C'est une belle performance que la spectro I R ne nous permettait pas :nous ne déterminions que le shift de frquence de vibration .... XXXXXXXXXXXXXXXX Dans un premier temps, les scientifiques capturent un « remorqueur quantique » entre les molécules d'eau voisines par SLAC National Accelerator Laboratory Des chercheurs ont fait la première observation directe du mouvement atomique dans des molécules d'eau liquide qui ont été excitées par la lumière laser. Leurs résultats révèlent des effets qui pourraient sous-tendre l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau. Crédit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory L'eau est le liquide le plus abondant mais le moins compris dans la nature. Il présente de nombreux comportements étranges que les scientifiques ont encore du mal à expliquer. Alors que la plupart des liquides deviennent plus denses à mesure qu'ils refroidissent, l'eau est plus dense à 39 degrés Fahrenheit, juste au-dessus de son point de congélation. C'est pourquoi la glace flotte au sommet d'un verre à boire et les lacs gèlent depuis la surface vers le bas, permettant à la vie marine de survivre aux hivers froids. L'eau a également une tension superficielle inhabituellement élevée, permettant aux insectes de marcher à sa surface, et une grande capacité de stockage de chaleur, maintenant la température de l'océan stable. Aujourd'hui, une équipe qui comprend des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie, de l'Université de Stanford et de l'Université de Stockholm en Suède a fait la première observation directe de la façon dont les atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau tirent et poussent les molécules d'eau voisines lorsqu'elles sont excitées par la lumière laser. . Leurs résultats, publiés aujourd'hui dans Nature, révèlent des effets qui pourraient sous-tendre des aspects clés de l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau et pourraient conduire à une meilleure compréhension de la façon dont l'eau aide les protéines à fonctionner dans les organismes vivants. "Bien que ce soi-disant effet quantique nucléaire ait été supposé être au cœur de nombreuses propriétés étranges de l'eau, cette expérience marque la première fois qu'elle est observée directement", a déclaré le collaborateur de l'étude Anders Nilsson, professeur de physique chimique à Stockholm. Université. "La question est de savoir si cet effet quantique pourrait être le chaînon manquant dans les modèles théoriques décrivant les propriétés anormales de l'eau." Chaque molécule d'eau contient un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène, et un réseau de liaisons hydrogène entre les atomes d'hydrogène chargés positivement dans une molécule et les atomes d'oxygène chargés négativement dans les molécules voisines les maintient tous ensemble. Ce réseau complexe est la force motrice derrière de nombreuses propriétés inexplicables de l'eau, mais jusqu'à récemment, les chercheurs étaient incapables d'observer directement comment une molécule d'eau interagitavec ses voisins .Une animation montre comment une molécule d'eau réagit après avoir été touchée par une lumière laser.. Lorsque la molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène (blanc) tire les atomes d'oxygène (rouge) des molécules d'eau voisines plus près, avant de les repousser, élargissant le espace entre les molécules. Cette nouvelle vision d'un effet qui serait à l'origine de nombreuses propriétés étranges de l'eau a été créée avec la "caméra à électrons" MeV-UED du SLAC, qui projette des échantillons avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie pour regarder à l'intérieur. 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L'équipe de recherche a créé des jets d'eau liquide de 100 nanomètres d'épaisseur - environ 1 000 fois plus fins que la largeur d'un cheveu humain - et a fait vibrer les molécules d'eau avec une lumière laser infrarouge. Ensuite, ils ont fait exploser les molécules avec de courtes impulsions d'électrons à haute énergie de MeV-UED. Pour ces expériences, l'équipe de recherche (de gauche à droite : Xiaozhe Shen, Pedro Nunes, Jie Yang et Xijie Wang) a utilisé le MeV-UED du SLAC, une « caméra à électrons » à grande vitesse qui utilise un puissant faisceau d'électrons pour détecter de subtils mouvements moléculaires. en échantillons. Crédit : Dawn Harmer/SLAC National Accelerator Laboratory Cela a généré des instantanés haute résolution de la structure atomique changeante des molécules qu'elles ont enchaînées dans un film en stop-motion montrant comment le réseau de molécules d'eau a réagi à la lumière. Les instantanés, qui se sont concentrés sur des groupes de trois molécules d'eau, ont révélé que lorsqu'une molécule d'eau excitée commence à vibrer, son atome d'hydrogène tire les atomes d'oxygène des molécules d'eau voisines plus près avant de les repousser avec sa nouvelle force, élargissant l'espace entre les molécules. "Pendant longtemps, les chercheurs ont essayé de comprendre le réseau de liaisons hydrogène à l'aide de techniques de spectroscopie", a déclaré Jie Yang, ancien scientifique du SLAC et maintenant professeur à l'Université Tsinghua en Chine, qui a dirigé l'étude. "La beauté de cette expérience est que, pour la première fois, nous avons pu observer directement comment ces molécules se déplacent." Les chercheurs espèrent utiliser cette méthode pour mieux comprendre la nature quantique des liaisons hydrogène et le rôle qu'elles jouent dans les propriétés étranges de l'eau, ainsi que le rôle clé que ces propriétés jouent dans de nombreux processus chimiques et biologiques. "Cela a vraiment ouvert une nouvelle fenêtre pour étudier l'eau", a déclaré Xijie Wang, éminent scientifique du SLAC et collaborateur à l'étude. "Maintenant que nous pouvons enfin voir les liaisons hydrogène se déplacer, nous aimerions relier ces mouvements à une image plus large, ce qui pourrait faire la lumière sur la façon dont l'eau a conduit à l'origine et à la survie de la vie sur Terre et informer le développement de méthodes d'énergie renouvelable ." MeV-UED est un instrument de l'installation utilisateur LCLS, exploité par le SLAC au nom du DOE Office of Science, qui a financé cette recherche. . XXXXXXXXXXXXXXXXX Explore further Water surface molecules lose energy through rotation of free OH group More information: Direct observation of ultrafast hydrogen bond strengthening in liquid water, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021- XXXXXXXXXXXXXXXXX MES COMMENTAIRES C est un sujet que je connais par mes etudes de modification des frequencesI.R; de vibration et de rotation sur des molecules adsorbees sur une surfaces solide ( thèse de G . LIEUX ) Je suis allé donc voir exactement sur Nature le détail de leur travail et en voici la traduction ''Ici, nous mesurons la réponse structurelle ultrarapide à l'excitation de la vibration d'étirement OH dans l'eau liquide avec une résolution spatiale temporelle et atomique femtoseconde en utilisant la diffusion d'électrons ultrarapide liquide. Nous avons observé une contraction transitoire de la liaison hydrogène d'environ 0,04 Å sur une échelle de temps de 80 femtosecondes, suivie d'une thermalisation sur une échelle de temps d'environ 1 picoseconde. Des simulations de dynamique moléculaire révèlent la nécessité de traiter mécaniquement la distribution du proton partagé dans la liaison hydrogène pour capturer la dynamique structurelle ....'' xxxxxx C'est une belle performance que la spectro I R ne nous permettait pas :nous ne déterminions que le shift de frquence de vibration ....