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North and Baltic seas show widespread contamination by MRI contrasting agents

by D. Scott Peterson, Constructor University

edited by Lisa Lock, reviewed by Andrew Zinin

Lers du Nord et Baltique : contamination généralisée par les produits de contraste utilisés en IRM

Par D. Scott Peterson, Université Constructor

Édité par Lisa Lock, relu par Andrew Zinin

Notes de la rédaction

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

Une étude exhaustive menée par le groupe de recherche CritMET, dirigé par le professeur Michael Bau, géochimiste à l'Université Constructor de Brême, met en évidence une contamination généralisée des mers du Nord et Baltique par les produits de contraste utilisés en IRM. Les stations d'épuration modernes étant incapables d'éliminer ces contaminants des eaux usées, ces derniers peuvent se répandre librement dans l'environnement et polluer les rivières et les lacs. Des recherches récemment publiées par une équipe de la région de Brême ont démontré la présence d'éléments de terres rares, directement liés à l'IRM, dans les mers du Nord et Baltique.

Les examens médicaux par imagerie par résonance magnétique (IRM) utilisent des produits de contraste contenant du gadolinium, une terre rare. Après leur élimination par les patients, ces produits de contraste ne peuvent être éliminés des eaux usées, même par les stations d'épuration modernes, ce qui permet leur présence dans l'environnement et la pollution des rivières et des lacs. Ces contaminants ont désormais atteint la mer du Nord et la mer Baltique, comme l'a démontré une étude exhaustive menée par l'équipe de recherche de Brême, dont les résultats ont été publiés dans plusieurs articles de revues scientifiques.

« Le sud de la mer du Nord reçoit ces agents de contraste principalement via le Rhin, l'Ems, la Weser et l'Elbe, mais aussi la Tamise », explique le Dr Dennis Krämer, responsable du département d'analyse des sols à l'Institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles de Hanovre, auteur principal de l'étude sur la mer du Nord et professeur associé à l'Université Constructor.

« De là, les courants océaniques transportent ces agents de contraste le long des côtes allemandes et danoises jusqu'aux fjords du sud de la Norvège, où leurs eaux se mélangent à celles de la mer Baltique », ajoute le Dr Anna-Lena Zocher, qui a étudié ces fjords ainsi que les eaux provenant de la mer Baltique et se déversant dans le Kattegat.

« L’eau de la mer Baltique reçoit, quant à elle, les agents de contraste à base de gadolinium provenant notamment des fleuves Vistule et Oder qui, comme d’autres cours d’eau en Pologne et presque partout en Europe, sont contaminés par ce gadolinium d’origine anthropique », ajoute Addis Alemu, doctorant au sein du projet européen « PANORAMA », qui étudie les terres rares dans les rivières et les lacs d’Europe.

La mer du Nord, la mer Baltique et les fjords norvégiens étant non seulement importants pour la biodiversité, mais aussi pour l’économie locale grâce au tourisme et à l’aquaculture, le Dr Keran Zhang, également membre du groupe CritMET, étudie les moules et les poissons des zones concernées. « Nous observons parfois des indices montrant que des organismes aquatiques, comme les moules bleues, peuvent incorporer des agents de contraste pour l’IRM, mais pour l’instant, il ne semble pas que ce gadolinium pénètre la chaîne alimentaire à grande échelle », rassure Zhang.

« Nous évaluerons ensuite la stabilité des différents agents de contraste IRM dans l'eau de mer. Nous étudierons le temps nécessaire à la dégradation de ces composés chimiques dans l'eau de mer, libérant ainsi le gadolinium et le rendant biodisponible. Les concentrations de gadolinium d'origine anthropique sont actuellement bien inférieures aux seuils de dangerosité.

« Toutefois, la tendance à l'augmentation des quantités de ces substances déversées dans les rivières et les lacs, puis dans les mers côtières, les nappes phréatiques et l'eau potable, se poursuivra sans relâche et pourrait même s'intensifier. Or, les matières premières critiques dérivées de ces produits chimiques n'ont évidemment pas leur place dans l'eau, et encore moins dans l'eau potable », souligne le professeur Bau, en faisant référence aux projets en cours du groupe CritMET.

« Les terres rares, en particulier, illustrent bien que ces métaux critiques sont non seulement d'une importance capitale en tant que matières premières, mais qu'ils posent également de nouveaux défis pour l'environnement et les fournisseurs d'eau potable, car leur extraction et leur utilisation dans l'UE vont inévitablement augmenter. »

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RESUME

Les mers du Nord et Baltique présentent une contamination généralisée par les produits de contraste utilisés en IRM.

Ces produits de contraste, contenant du gadolinium (un élément des terres rares), contaminent largement les mers du Nord et Baltique en raison de leur persistance dans les eaux usées. Ils y pénètrent par les principaux fleuves européens et sont transportés par les courants océaniques. Bien que les concentrations actuelles soient inférieures aux seuils de dangerosité, leur accumulation continue soulève des préoccupations environnementales et de qualité de l'eau

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COMMENTAIRES

Questions des élèves :

1/La mer Baltique est-elle dévastée par la pollution?Réponse :

La mer Baltique est la mer la plus polluée d'Europe, en raison notamment de la perte de biodiversité, du changement climatique, de l'eutrophisation et des niveaux élevés de contaminants tels que les produits pharmaceutiques et les déchets, en particulier les déchets plastiques.Alors le gadolinium en plus ?Pourquoi pas !!!

2/Et j'en rajoute 

uels sont les problèmes spécifiques 

 liés à la mer Baltique ?

La mer Baltique est confrontée à des défis croissants liés au changement climatique et à la perte de biodiversité, conséquences de l'eutrophisation, de la désoxygénation, de la pollution, de l'utilisation des terres, de la surexploitation des ressources halieutiques et d'autres ressources , selon le rapport «

XXXXXXProvided by Constructor University 

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Researchers show impact of COVID-19 and climate change on drinking water quality in Berlin

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Probing the quantum nature of black holes through entropy

by Tejasri Gururaj, Phys.org

edited by Sadie Harley, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

Exploration de la nature quantique des trous noirs par l'entropie

Par Tejasri Gururaj, Phys.org

Édité par Sadie Harley, relu par Robert Egan

Note de la rédaction : Illustration de deux galaxies en fusion avec des trous noirs actifs en leur centre. Crédit : NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI). science.nasa.gov/asset/hubble/a-pair-of-merging-black-holes-artists-concept/.

Dans une étude publiée dans Physical Review Letters, des physiciens ont démontré que les trous noirs satisfont au troisième principe de la thermodynamique, qui stipule que l'entropie reste positive et s'annule à des températures extrêmement basses, tout comme les systèmes quantiques ordinaires. Cette découverte apporte une preuve solide que les trous noirs possèdent des états fondamentaux isolés, une caractéristique du comportement quantique.

Comprendre le comportement quantique de la gravité est l'une des plus grandes questions ouvertes de la physique moderne. Les trous noirs sont utilisés comme laboratoires pour étudier la gravité quantique, en particulier à basses températures où les effets quantiques deviennent observables.

Des calculs antérieurs ont montré que l'entropie des trous noirs pouvait devenir négative à basse température, un résultat qui paraissait physiquement paradoxal. Dans cette étude, des chercheurs ont abordé ce paradoxe en intégrant les effets des trous de ver dans le modèle de gravité bidimensionnel de Jackiw-Teitelboim (JT).

Phys.org s'est entretenu avec les auteurs de l'étude, Stefano Antonini, le professeur Luca Victor Iliesiu, Pratik Rath et Patrick Duy Tran, afin de mieux comprendre leurs travaux.

« En décrivant les trous noirs à des températures extrêmement basses et en déterminant s'ils possèdent un état fondamental isolé, à l'instar de la plupart des systèmes quantiques conventionnels, nous espérons révéler des propriétés quantiques de la gravité », expliquent les chercheurs.

Le problème de l'entropie

Dans les systèmes quantiques, l'entropie mesure le nombre de configurations microscopiques possibles. Si un système possède un état fondamental isolé – une configuration unique d'énergie minimale – son entropie devrait s'annuler lorsque la température tend vers le zéro absolu.

Cependant, les calculs d'entropie dans les théories gravitationnelles impliquent toujours une moyenne sur un ensemble de configurations possibles, ce qui les rend complexes.

Deux méthodes de calcul de moyenne différentes, appelées entropie recuite et entropie figée, peuvent donner des résultats différents. L'entropie recuite calcule d'abord la moyenne, puis l'entropie, tandis que l'entropie figée calcule d'abord l'entropie pour chaque configuration, puis effectue la moyenne.

« La nécessité de ces méthodes se résume à un problème d'ordre des opérations », expliquent les chercheurs. « Imaginez que l'on vous donne un ensemble de systèmes quantiques et que vous deviez calculer l'entropie moyenne. Idéalement, vous calculeriez l'entropie de chaque système, puis vous feriez la moyenne de ces entropies. C'est ce qu'on appelle l'entropie figée.»

« Or, il est souvent plus facile pour les physiciens de calculer l'entropie recuite, qui effectue d'abord les moyennes, puis calcule l'entropie — un ordre des opérations incorrect.»

À haute température, ces deux méthodes concordent. Mais à basse température, elles divergent considérablement : l'entropie figée tend vers zéro, reflétant un état fondamental isolé, tandis que l'entropie recuite devient négative. Ce résultat est absurde car la troisième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie doit être non négative et s'annuler lorsque la température tend vers le zéro absolu.

Bien que l'entropie figée offre la méthode conceptuelle correcte pour calculer l'entropie, son calcul précis dans les systèmes gravitationnels s'avère souvent très complexe. Cette difficulté provient de la nécessité de connaître en détail la distribution complète des états quantiques et des fluctuations au sein de l'ensemble, ce qui représente un véritable défi mathématique et numérique.

Pour pallier ce problème, les chercheurs ont introduit une nouvelle grandeur intermédiaire : l'entropie semi-figée.

« Nous avons dû introduire l'entropie semi-figée, plus simple à calculer que l'entropie figée », explique l'équipe. « Néanmoins, cette grandeur conserve des propriétés similaires à l'entropie figée : par exemple, démontrer que l'une ou l'autre est positive à basse température implique que les états fondamentaux de l'ensemble des systèmes quantiques sont tous isolés.»

L'avantage principal réside dans le fait que démontrer que l'entropie semi-figée reste positive quelle que soit la température suffit à prouver que les trous noirs possèdent des états fondamentaux isolés – et par extension, que l'entropie figée reste également positive.

Ceci s'explique par le fait que l'entropie semi-liquide, bien que plus facile à calculer, est similaire à l'entropie figée en ce sens qu'elle partage le même comportement qualitatif et sonde les mêmes propriétés physiques de l'état fondamental. 

Courriel

Queue d'Airy et trous de ver

Le bord d'Airy est un concept mathématique issu de la théorie des matrices aléatoires qui décrit une structure universelle dans la distribution des valeurs propres près de la limite de leur spectre. Cette structure apparaît dans de nombreux systèmes complexes en physique et en mathématiques.

Dans le cadre de la gravité Jahn-Teller, le spectre d'énergie d'un trou noir est mathématiquement équivalent au spectre des valeurs propres d'un ensemble de matrices aléatoires. Cette équivalence permet aux physiciens d'appliquer les statistiques de bord d'Airy pour comprendre les comportements quantiques subtils des trous noirs à très basse température.

« En descendant aux basses températures, nous commençons à sonder les statistiques de bord dans le spectre du trou noir et constatons qu'elles partagent les mêmes statistiques universelles que dans les intégrales matricielles », expliquent les chercheurs.

L'équipe a effectué ses calculs à l'aide de deux approches complémentaires. La première consistait à sommer les contributions des trous de ver — des structures géométriques reliant différentes régions de l'espace-temps — dans l'intégrale de chemin gravitationnelle.

La seconde utilisait des techniques de la théorie des matrices aléatoires pour montrer que l'intégrale matricielle duale est dominée par une nouvelle configuration : un instanton à une seule valeur propre. De façon remarquable, les deux approches concordent sur leur régime de validité commun, fournissant ainsi un test de cohérence puissant.

« Cet accord semble révéler un résultat étrange et surprenant : ces instantons à une seule valeur propre correspondent non pas à un unique trou de ver, mais à une resommation d'un nombre infini de trous de ver », a noté l'équipe.

« Si nous devions sommer sur un nombre fini de corrections de trous de ver, nous n'observerions pas que l'entropie semi-mimétique est positive. Cela signifie que la prise en compte de tous les trous de ver est essentielle pour comprendre la nature quantique des trous noirs et obtenir des résultats cohérents avec un système quantique conventionnel. »

Implications et prochaines étapes

Démontrer que les trous noirs possèdent des états fondamentaux isolés a des implications pour notre compréhension de la gravité quantique.

« En prouvant l'existence d'un état fondamental isolé, nous montrons que les trous noirs dans la gravité JT se comportent comme des systèmes quantiques. Autrement dit, leurs états d'énergie les plus bas sont quantifiés », expliquent les chercheurs.

« Ceci apporte des preuves en faveur de l'interprétation de l'entropie des trous noirs par des micro-états et fait progresser les sondes théoriques de la nature quantique de la gravité. »

Ces résultats mettent également en lumière le rôle des trous de ver en physique gravitationnelle. Sans sommation sur l'ensemble infini des contributions des trous de ver, les calculs ne permettraient pas d'obtenir une entropie positive et physiquement cohérente.

Pour la suite, les chercheurs identifient des questions ouvertes fascinantes : quelle est l'interprétation gravitationnelle des instantons à une seule valeur propre ? Ces méthodes sont-elles applicables aux trous noirs de dimension supérieure ? L'entropie semi-induite est-elle utile au-delà de la gravité, par exemple en physique de la matière condensée ou en informatique quantique ?

L'équipe a déjà entrepris des démarches pour répondre à ces questions. Dans un article complémentaire, publié sur le serveur de prépublication arXiv, elle généralise ses résultats à une classe plus large de trous noirs avec excitations de matière, renforçant ainsi l'hypothèse que les trous noirs se comportent comme des systèmes quantiques chaotiques génériques.

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 RESUME

Exploration de la nature quantique des trous noirs par l'entropie

Dans le modèle de gravité de Jackiw-Teitelboim, les trous noirs présentent une entropie positive qui s'annule à température nulle, conformément au troisième principe de la thermodynamique et indiquant des états fondamentaux isolés. Ce comportement, confirmé par la prise en compte de toutes les contributions des trous de ver et par l'utilisation d'une entropie semi-condensée, soutient l'idée que les trous noirs possèdent des propriétés quantiques similaires à celles des systèmes conventionnels.

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COMMENTAIRES

D'abord les questions des élèves :

1/Quel est le lien entre l'entropie et les trous noirs ?

1. Introduction. Au début des années 1970, Bekenstein a émis l'hypothèse que les trous noirs possèdent nécessairement une entropie, sans quoi le second principe de la thermodynamique serait violé. 

Réponse :L'entropie d'un trou noir a été modélisée comme une fonction monotone croissante de sa surface, puisque, dans la théorie classique, la surface d'un trou noir ne diminue jamais 

2/Quels sont les 4 types de trous noirs ? Réponse :On

pensent qu’il existe quatre types de trous noirs : les primordiaux, les stellaires,ceux 

 de masse intermédiaire et les supermassifs.

3/Il sb 'écoule combien de temps dure une minute dans un trou noir ?

Réponse :Cela d"pend du 

  rayon de Schwarzschild (l'horizon des événements d'un trou noir de Schwarzschild simple) .Si

Ton-618 a un rayon de Schwarzschild d'environ 1 300 UA. Ainsi, une minute passée à 1 mètre au-dessus de l'horizon des événements correspondrait à environ 400 000 minutes, soit environ 0,75 jour.

4/Pourquoi 95 % de l'univers est-il invisible ?

Réponse ;selon

 les cercles scientifiques majoritaires actuels 

tout ce que nous pouvons voir — étoiles, planètes, galaxies et nébuleuses — ne représente que 5 % de l'univers. Le reste est composé de deux forces insaisissables : la matière noire et l'énergie noire. La matière noire, bien qu'invisible, agit comme le liant qui maintient les galaxies ensemble grâce à une gravité que nous ne pouvons pas détecter directement.

Selon d autres  nous serions a l intérieur  d un trou noir d une echelle énorme   etc etc  !!!!!!

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Trop d hypothèses  dans cet article !

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More information: Stefano Antonini et al, Black Hole Airy Tail, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/ft96-b212

Stefano Antonini et al, Living on the edge: a non-perturbative resolution to the negativity of bulk entropies, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2509.15295

Journal information: Physical Review Letters  , arXiv 

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Asteroid loaded with amino acids offers new clues about the origin of life on Earth

by Paul Arnold, Phys.org

edited by Robert Egan

apport du 29 novembre 2025

L'essentiel

Un astéroïde riche en acides aminés apporte de nouveaux éclairages sur l'origine de la vie sur Terre

Par Paul Arnold, Phys.org

Édité par Robert Egan

Note de la rédaction

Pierre tachetée présentant une croûte de sel blanche. Crédit : Angel Mojarro

L'une des théories les plus élégantes concernant l'origine de la vie sur notre planète est qu'elle a été initiée par un apport venu de l'espace. Cette idée suggère que des molécules prébiotiques – les éléments constitutifs de la vie – ont été transportées sur Terre par des astéroïdes ou d'autres corps célestes. Bien que ces molécules aient été retrouvées dans des échantillons de météorites ayant atterri sur Terre, ces découvertes ont été compliquées par la possibilité d'une contamination par notre environnement.

Mais aujourd'hui, ces éléments constitutifs ont été découverts sur un astéroïde ancien, resté intact. Cet astéroïde, nommé Bennu, est un objet primitif qui a peu évolué depuis la naissance de notre système solaire, il y a environ 4,6 milliards d'années. Bennu est passé près de chez nous pour la dernière fois en 2020, lorsqu'une sonde de la NASA s'est posée à sa surface, a prélevé des échantillons et les a ramenés sur Terre.

Analyse d'échantillons de Bennu

Dans une nouvelle analyse de roches et de poussières de Bennu, publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, des chercheurs ont confirmé la présence de 14 acides aminés, déjà identifiés dans des analyses d'échantillons de Bennu, et ont également détecté, de manière préliminaire, des traces de tryptophane. Cet acide aminé n'a jamais été formellement identifié dans des matériaux extraterrestres. L'équipe a également détecté cinq nucléobases, les constituants de l'ARN et de l'ADN. Cela signifie que les éléments constitutifs des protéines (acides aminés) et le matériel génétique (nucléobases) ont été trouvés au même endroit.

Mais comment ces molécules prébiotiques sont-elles arrivées là ? La réponse, selon les scientifiques, réside dans l'eau liquide et les réactions chimiques. Ils sont parvenus à ces conclusions après avoir découvert une abondance de phyllosilicates (minéraux argileux) dans les échantillons, qui ne peuvent se former que lorsque la roche est exposée à l'eau. De l'eau liquide devait être présente à l'intérieur du corps parent de l'astéroïde il y a très longtemps. L'équipe pense que cette eau contenait probablement de l'ammoniac, qui a agi comme catalyseur, permettant la synthèse d'acides aminés et de bases nucléotidiques à partir de matériaux interstellaires plus simples.

Apport cosmique

« Nos découvertes renforcent l'idée que des molécules organiques prébiotiques peuvent se former au sein de corps planétaires primitifs en accrétion et qu'elles pourraient avoir été apportées par des impacts sur la Terre primitive et d'autres corps du système solaire, contribuant potentiellement à l'origine de la vie », ont commenté les scientifiques dans leur étude.

Cette recherche constitue une nouvelle pièce convaincante du puzzle qui suggère que la vie sur notre planète n'a pas commencé à partir de ce qui était déjà présent sur Terre. Elle pourrait plutôt avoir été ensemencée par des éléments provenant d'au-delà des étoiles.

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RESUME

Un astéroïde riche en acides aminés apporte de nouveaux éclairages sur l'origine de la vie sur Terre.

L'analyse d'échantillons provenant de l'astéroïde Bennu a confirmé la présence de 14 acides aminés, dont des traces de tryptophane, et de cinq nucléobases, indiquant que des éléments constitutifs des protéines et de l'ADN coexistaient au sein d'un même matériau extraterrestre. Ces molécules se sont probablement formées par des réactions chimiques en présence d'eau, confortant l'hypothèse selon laquelle de tels composés auraient pu être apportés à la Terre primitive.

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COMMENTAIRES

Les structures du vivant   se base sur une organisation cellulaire  et sur l ADN  .

1/

Quell est la composqition typique de l ADN ???

Il est composé de quatre éléments complémentaires, appelés les nucléotides qui sont : l'adénine, la thymine, la guanine et la cytosine (ou A, T, G, C). Qu'est-ce qu'un gène ? Le gène est un morceau de cet ADN qui correspond à une information génétique particulière qui code pour une protéine unique.

2/Les plantes Ont-elles un ADN ?

L'information génétique, essentielle à la construction et au fonctionnement de la cellule et de la plante, se trouve principalement dans le noyau. Elle est la même dans toutes les cellules de la plante, qui la recopient à chaque division cellulaire.

A nimaux et végétaux ont le meme ''style'' d'ADN !!!!!

3/

Quelles preuves étayent la théorie selon laquelle les météorites ont contribué à l'apparition de la vie sur Terre ?

Un groupe rare de météorites, appelées « météorites carbonées », est riche en composés chimiques tels que le carbone et l'azote, et a probablement joué un rôle crucial dans l'apport d'eau et de molécules organiques à la Terre primitive.

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More information: Angel Mojarro et al, Prebiotic organic compounds in samples of asteroid Bennu indicate heterogeneous aqueous alteration, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2512461122

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences 

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Preuve expérimentale : le monde quantique est encore plus étrange qu’on ne le pensait

Par Paul Arnold, Phys.org

Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

Notes de l’éditeur :

(a) Circuit quantique permettant de réaliser l’opérateur unitaire superposé à l’aide d’un qubit auxiliaire (A) qui, après interaction avec S, est postsélectionné dans l’état |+>. (b) Circuit interférométrique permettant de déterminer Cij correspondant à l’observable Qˆ à l’aide d’un qubit supplémentaire M. (c) (K3)m en fonction de la longitude (ξ) et de la colatitude (η) de kˆ, confirmant la TTB sous des opérateurs unitaires simples. (d) (K3)m en fonction de α et ϕ montrant la violation de la TTB sous des opérateurs unitaires superposés. (e) (K3)m en fonction de α pour différentes valeurs de ϕ montrant explicitement la violation de la TTB. Crédit : Physical Review Letters (2025). DOI : 10.1103/vydp-9qqq

Le monde quantique est réputé pour son étrangeté : une particule peut être à deux endroits simultanément, ses propriétés sont indéfinies jusqu’à leur mesure, et l’acte même de mesurer un système quantique modifie tout. Mais selon une nouvelle étude publiée dans Physical Review Letters, le monde quantique est encore plus étrange qu’on ne le pensait.

Ce qui se passe à l’échelle quantique contraste fortement avec le monde classique (celui que nous observons au quotidien), où les objets possèdent des propriétés définies, qu’on les regarde ou non, et où leur observation ne change pas leur nature. Pour déterminer si un système se comporte de manière classique, les scientifiques utilisent un test mathématique appelé l’inégalité de Leggett-Garg (LGI). Les systèmes classiques respectent toujours la limite LGI, tandis que les systèmes quantiques la violent, prouvant ainsi leur caractère non classique.

Franchir une limite quantique

Mais même dans les systèmes quantiques, cette violation a une limite appelée la borne temporelle de Tsirelson (TTB). Dans cette recherche, des scientifiques ont cherché à déterminer s'il était possible de dépasser la limite TTB et de découvrir des formes encore plus extrêmes d'étrangeté quantique.

Arijit Chatterjee, de l'Institut indien des sciences de l'éducation et de la recherche, et ses collègues ont émis l'hypothèse qu'un nouveau type de mouvement quantique, dans lequel une particule suit simultanément deux ensembles distincts d'instructions de mouvement, pourrait être suffisamment puissant pour dépasser la limite TTB. Ils ont nommé ce phénomène superposition d'unités.

L'équipe a testé son hypothèse dans un appareil RMN (résonance magnétique nucléaire), ce qui leur a permis de contrôler un qubit (l'élément de base de l'information quantique). Dans cette expérience, le qubit était un noyau de carbone au sein d'une molécule. Les chercheurs ont conçu un circuit quantique précis utilisant une particule auxiliaire (un qubit auxiliaire) pour que le qubit suive deux ensembles d'instructions simultanément. Plus précisément, ils ont combiné deux types différents de rotation magnétique sur le qubit.

Résultats et applications

Lorsque le système a évolué sous l'effet de ce nouveau mouvement combiné, les changements ont été immédiats et spectaculaires. Les chercheurs ont mesuré la violation de l'inégalité de Lorentz-Gilbert (LGI) et constaté qu'elle dépassait la limite de temps de transition (TTB), confirmant ainsi un nouveau niveau d'étrangeté quantique.

Au-delà de ce comportement extrême, ils ont découvert que l'intensité de la violation de la LGI augmentait de façon constante avec le degré de mélange des deux mouvements.

« Ce non-macroréalisme accru, quantifié par la violation de la LGI au-delà de la TTB, augmente avec la superposition croissante des unités », ont noté les chercheurs dans leur article.

« De plus, le mouvement superposé protège contre les perturbations environnementales qui affectent habituellement les états quantiques fragiles. Nos unités superposées offrent une robustesse face à ces perturbations environnementales en augmentant considérablement la durée de persistance de la violation de la LGI. »

Ce bruit environnemental, ou décohérence, est l'un des principaux obstacles à la construction XXXXXXX

RESUME

Des preuves expérimentales révèlent que le monde quantique est encore plus étrange qu'on ne le pensait.

Des expériences démontrent qu'un système quantique peut enfreindre la limite temporelle de Tsirelson (TTB) en évoluant sous l'effet d'une superposition d'opérations unitaires distinctes, ce qui conduit à des violations de l'inégalité de Leggett-Garg (LGI) plus importantes que celles observées jusqu'à présent. Ce comportement non classique accru renforce également la résistance à la décohérence, ouvrant la voie à des technologies quantiques plus robustes.

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COMMENTAIRES

Cet article  va surprendre  beaucoup de lecteurs  en leur révélant  les '' faiblesses'' de notre observation précise  

des mécanismes 

du mode a l 'échelle quantique  ...Je précise pour mes élèves  un point impotrtant :

ene borne de Tsirelson est une limite supérieure des corrélations quantiques entre événements distants. Étant donné que la mécanique quantique viole les inégalités de Bell (c'est-à-dire qu'elle ne peut être décrite par une théorie locale à variables cachées), une question naturelle se pose : quelle est l'ampleur de cette violation ? La réponse est précisément la borne de Tsirelson pour l'inégalité de Bell considérée. En général, cette borne est inférieure à celle que l'on obtiendrait en considérant des théories plus générales, uniquement contraintes par l'absence de signalisation (c'est-à-dire qu'elles n'autorisent pas de communication supraluminique), et de nombreuses recherches ont été consacrées à comprendre pourquoi.

Les bornes de Tsirelson portent le nom de Boris S. Tsirelson (ou Cirel'son, selon une autre translittération), auteur de l'article où la première a été établie.

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More information: Arijit Chatterjee et al, Extreme Violations of Leggett-Garg Inequalities for a System Evolving under Superposition of Unitaries, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/vydp-9qqq. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2411.02301

Journal information: Physical Review Letters  , arXiv 

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Improving randomness may be ....

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The GIST

Après près de 100 ans, des scientifiques auraient détecté de la matière noire

par l'Université de Tokyo

édité par Sadie Harley, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction : Carte d'intensité des rayons gamma, excluant les composantes autres que le halo, couvrant environ 100 degrés en direction du centre galactique. La barre grise horizontale dans la région centrale correspond au plan galactique, exclu de l'analyse afin d'éviter les fortes radiations astrophysiques. Crédit : Tomonori Totani, Université de Tokyo

Au début des années 1930, l'astronome suisse Fritz Zwicky observa des galaxies se déplaçant dans l'espace à une vitesse supérieure à celle que leur masse leur dicterait, ce qui l'amena à supposer la présence d'une structure invisible – la matière noire – assurant la cohésion des galaxies. Près de 100 ans plus tard, le télescope spatial Fermi de la NASA pourrait avoir fourni une preuve directe de l'existence de la matière noire, permettant ainsi de « voir » cette matière invisible pour la toute première fois.

La nature insaisissable de la matière noire

Depuis sa proposition il y a de nombreuses années, la matière noire demeure un mystère. Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pu l'observer qu'indirectement, à travers ses effets sur la matière observable, comme sa capacité à générer une force gravitationnelle suffisante pour maintenir la cohésion des galaxies.

La matière noire ne peut être observée directement car les particules qui la composent n'interagissent pas avec la force électromagnétique ; autrement dit, elle n'absorbe, ne réfléchit ni n'émet de lumière.

Les théories abondent, mais de nombreux chercheurs émettent l'hypothèse que la matière noire est composée de particules massives interagissant faiblement, ou WIMPs, plus lourdes que les protons mais interagissant très peu avec la matière. Malgré cette faible interaction, la collision de deux WIMPs devrait entraîner leur annihilation et la libération d'autres particules, notamment des photons gamma.

Depuis des années, les chercheurs ciblent, par le biais d'observations astronomiques, les régions où la matière noire est concentrée, comme le centre de la Voie lactée, afin de détecter ces rayons gamma spécifiques.

Dépendance de l'intensité des rayons gamma de l'émission du halo à l'énergie des photons (points de données). Les courbes rouge et bleue représentent le spectre d'émission gamma attendu lors de l'annihilation de particules WIMP, produisant initialement une paire de quarks bottom (b) ou une paire de bosons W. Ces spectres concordent bien avec les données expérimentales. Les quarks bottom et les bosons W sont des particules élémentaires connues, incluses dans le modèle standard de la physique des particules. Crédit : Tomonori Totani, Université de Tokyo.

Observations révolutionnaires du télescope Fermi.

Grâce aux dernières données du télescope spatial Fermi, le professeur Tomonori Totani, du département d'astronomie de l'Université de Tokyo, pense avoir enfin détecté les rayons gamma spécifiques prédits par l'annihilation de particules de matière noire théoriques.

servations révolutionnaires du télescope Fermi

Grâce aux dernières données du télescope spatial Fermi, le professeur Tomonori Totani, du département d'astronomie de l'université de Tokyo, pense avoir enfin détecté les rayons gamma spécifiques prédits par l'annihilation de particules de matière noire théoriques.

L'étude de Totani est publiée dans la revue Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

« Nous avons détecté des rayons gamma d'une énergie photonique de 20 gigaélectronvolts (soit 20 milliards d'électronvolts, une quantité d'énergie extrêmement importante) s'étendant sous forme de halo vers le centre de la Voie lactée. La composante d'émission gamma correspond étroitement à la forme attendue du halo de matière noire », a déclaré Totani.

Le spectre d'énergie observé, ou gamme d'intensités d'émission gamma, correspond à l'émission prédite par l'annihilation de WIMPs hypothétiques, dont la masse est environ 500 fois celle d'un proton. La fréquence d'annihilation des WIMP, estimée à partir de l'intensité des rayons gamma mesurée, se situe également dans la fourchette des prédictions théoriques.

Il est important de noter que ces mesures de rayons gamma ne s'expliquent pas facilement par d'autres phénomènes astronomiques ou émissions de rayons gamma plus courants. Par conséquent, Totani considère ces données comme une forte indication de l'émission de rayons gamma par la matière noire, recherchée depuis de nombreuses années.

« Si cela se confirme, à ma connaissance, ce serait la première fois que l'humanité "voit" la matière noire. Et il s'avère que la matière noire est une nouvelle particule non incluse dans le modèle standard actuel de la physique des particules. Cela représente une avancée majeure en astronomie et en physique », a déclaré Totani.

Carte d'intensité des rayons gamma excluant les composantes autres que le halo, couvrant environ 100 degrés en direction du centre galactique. La barre grise horizontale dans la région centrale correspond au plan galactique, qui a été exclu de l'analyse afin d'éviter les fortes radiations astrophysiques. Crédit : Tomonori Totani, Université de Tokyo

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Prochaines étapes et vérification scientifique

Bien que Totani soit convaincu que ses mesures de rayons gamma détectent des particules de matière noire, ses résultats doivent être vérifiés par une analyse indépendante menée par d'autres chercheurs. Même avec cette confirmation, les scientifiques souhaiteront obtenir des preuves supplémentaires que le rayonnement en forme de halo résulte bien de l'annihilation de matière noire et non d'un autre phénomène astronomique.

Des preuves supplémentaires de collisions de WIMP dans d'autres régions riches en matière noire viendraient étayer ces premiers résultats. La détection d'émissions de rayons gamma de même énergie provenant de galaxies naines situées dans le halo de la Voie lactée, par exemple, conforterait l'analyse de Totani.

« Cela pourrait être réalisé une fois que davantage de données auront été accumulées, et si tel est le cas, cela fournirait une preuve encore plus solide que les rayons gamma proviennent de la matière noire », a déclaré Totani.

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RESUME

Après près d'un siècle, des scientifiques ont peut-être détecté de la matière noire.

Des rayons gamma d'une énergie d'environ 20 GeV ont été détectés dans une structure en forme de halo près du centre de la Voie lactée, ce qui correspond aux prédictions concernant l'annihilation de particules de matière noire, et plus précisément de WIMPs, dont la masse est environ 500 fois supérieure à celle d'un proton. Le spectre et l'intensité des rayons gamma observés concordent avec les prévisions théoriques et ne s'expliquent pas facilement par les sources astrophysiques connues, ce qui suggère une possible preuve directe de l'existence de la matière noire. Des analyses indépendantes et des observations supplémentaires dans d'autres régions riches en matière noire sont nécessaires pour confirmer ces résultats.

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COMMENTAIRES

Cezt article avec ses graphiques est un travail pédagogique  ;mais

les scientifiques ont-ils vértablement

 détecté la matière noire ?

Aprés une premièe  intuition dans les années 30 ;donc

près d'un siècle plus tard, le télescope spatial Fermi de la NASA a peut-être apporté une preuve directe de l'existence de la matière noire, permettant ainsi de « visualiser » cette matière invisible pour la toute première fois.

2/Qu’avait donc découvert ou 

 prédit Fritz Zwicky ?

Zwicky avait prédit l’existence de galaxies de faible masse, puis tard

il découvrit les premières galaxies naines grâce au télescope de 2,5 mètres du Mont Wilson. Et enfin 

Il avait anticipé la découverte des quasars en prédisant que les galaxies bleues compactes et très lumineuses pourraient être confondues avec des étoiles proches.etc

3/J ai proposé a mes élèves une forme de matière noir globalement neutre électriquement 

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More information: Tomonori Totani, 20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). iopscience.iop.org/article/10. … 475-7516/2025/11/080

On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2507.07209

Journal information: arXiv 

Provided by University of Tokyo 

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TRADUCTION

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Dear olivier hartmanshenn,

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Here is your customized Science X Newsletter for week 48: Deforestation has turned Africa's forests from carbon sinks to carbon sources, new study finds Africa's forests have shifted from absorbing to emitting carbon since 2010, primarily due to deforestation and degradation in tropical rainforests. Annual biomass losses of about 106 billion kg have not been offset by gains elsewhere. This transition threatens global climate targets, highlighting the urgent need for stronger forest protection and restoration efforts.   Consciousness as the foundation: New theory addresses nature of reality A new theoretical model proposes that consciousness is the foundational field from which time, space, and matter emerge, rather than a byproduct of brain activity. 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These wolves, distinct from dogs, exhibited traits of close human association, suggesting complex human-wolf interactions and management practices beyond previously recognized patterns.   Examining why some species developed consciousness while others remained non-conscious Consciousness likely evolved in stages—basic arousal for survival, general alertness for focused learning, and reflexive self-consciousness for social integration. Birds exhibit sensory consciousness, neurobiological substrates, and forms of self-perception, indicating that consciousness can arise in diverse brain structures and is more evolutionarily widespread than previously thought.   Bird flu viruses are resistant to fever, making them a major threat to humans Avian influenza viruses can replicate at high temperatures typical of fever, unlike human flu viruses, making them a significant threat. The PB1 gene determines this temperature resistance; when avian PB1 is present, viruses withstand fever and cause severe illness. Monitoring gene exchange and fever resistance in bird flu strains is important for pandemic preparedness.   After nearly 100 years, scientists may have detected dark matter Gamma rays with energies around 20 GeV have been detected in a halolike structure near the Milky Way’s center, matching predictions for dark matter particle annihilation, specifically WIMPs with masses about 500 times that of a proton. The observed gamma-ray spectrum and intensity align with theoretical expectations and are not easily explained by known astrophysical sources, suggesting possible direct evidence of dark matter. 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These insights may enable the design of statins that lower cholesterol without damaging muscle tissue.   Kimchi acts as a 'precision regulator' for the immune system, 12-week clinical trial suggests A 12-week clinical trial using single-cell transcriptomics shows that kimchi consumption enhances antigen-presenting cell function and promotes balanced differentiation of CD4+ T cells, supporting both immune defense and regulation. Starter-fermented kimchi demonstrated stronger immunomodulatory effects, indicating potential for optimizing kimchi’s health benefits through fermentation methods.   Experimental proof shows quantum world is even stranger than previously thought Experiments demonstrate that a quantum system can violate the temporal Tsirelson's bound (TTB) by evolving under a superposition of distinct unitary operations, leading to stronger Leggett-Garg inequality (LGI) violations than previously observed. 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