Le monde selon la PHYSIQUE ( PHYSICS WORLD COM ) : sept 2015 suite 4
Il y a révolte lorsqu’il se trouve dans ma liste encore des recherches exceptionnellement trop captivantes pour n’en présenter que des résumés ! Mais travailler avec une minerve et un mal de coude ne me donne pas bonne humeur !Alors ne me torpillez pas trop dans vos commentaires chers amis lecteurs !
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1 : traduction
How to put neutrons into a twist
Sep 23, 2015 3 comments
Particle beam with orbital angular momentum could test the foundations of quantum mechanics
Le moment angulaire orbital des neutrons vient d’être mesuré et contrôlé pour la première fois par des chercheurs au Canada et aux États-Unis. Cette recherche ouvre la possibilité d'utiliser des faisceaux de neutrons "déformés en torsades" comme nouvelle sonde de matériaux, et pourrait également conduire à des applications en science de l'information quantique et à de nouveaux tests sur les bases de la mécanique quantique.
Le principe de la dualité onde-particule est posé au cœur de la mécanique quantique et signifie que des neutrons diffusés à partir d'un échantillon présenteraient un motif de diffraction sous forme d’ une onde qui pourrait être alors utilisée pour étudier les propriétés structurales et magnétiques d'une large gamme de matériaux. En outre, avec les atomes constitutifs des matériaux les neutrons interagissent autrement que les photons ou les électrons. Cela signifie que la diffusion des neutrons peut souvent sonder les propriétés des matériaux qui sont inaccessibles aux faisceaux d'électrons ou à ceux de la lumière synchrotron.
Toutes les ondes peuvent transporter un moment angulaire orbital, comme ce qui arrive à des fronts d'onde « tordus » autour de l'axe de l’onde de propagation , tout comme les pâtes fusilli en spirales ( photo). Le moment angulaire orbital des photons et des électrons a déjà prouvé son utilité à la fois pour l'enquête et la manipulation de matière. Des photons avec un moment angulaire orbital, par exemple, ont été utilisés pour faire pivoter des objets minuscules. Le moment cinétique orbital transporté par des électrons "tordus" a permis quant à lui d’opérer une distinction entre des aimants, énantiomères chiraux ; ce qui pourrait être utile pour l'analyse de produits pharmaceutiques. Cependant, jusqu'à maintenant, il n'avait pas été possible de mesurer ou de contrôler la vitesse angulaire de neutrons, en partie parce qu'il est presque impossible de produire un faisceau de neutrons cohérents dans le même état de rotation
Pictured is fusilli bucati
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Récemment , Dmitry Pushin et ses collègues de l'Université de Waterloo, avec des physiciens de l'Institut mixte Quantum dans le Maryland et l'Université de Boston, ont utilisé un dispositif remarquablement simple pour créer des faisceaux de neutrons torsadés puis mesurer leur moment angulaire orbital en utilisant un interféromètre à neutrons
Les neutrons torsadés sont réalisés par passage d'un faisceau de faible intensité de neutrons froids issus d'un réacteur nucléaire à travers une plaque en forme de phase en spirale (SPP) - c’est un morceau d' une pièce d’aluminium solide taillée qui ressemble à une portion torsadée d'une rampe en spirale (voir la figure ). Les neutrons accélérent légèrement lorsqu'ils passent à travers l’aluminium, de sorte que la phase des parties du front d'onde des neutrons qui se déplacent à travers des régions plus minces du PSP est retardée par rapport aux parties du front d'onde qui se déplacent à travers des régions plus épaisses. Par conséquent, le faisceau sortant présente un moment cinétique orbital. Différentes plaques de phase ont été conçues pour induire des quantités différentes de moments cinétiques sur le faisceau .
L'équipe mesure ensuite le moment angulaire communiqué par les SPP en utilisant un interféromètre à neutrons (voir la figure 2 ). Le faisceau de neutrons du réacteur est d'abord divisé en deux faisceaux dans l'interféromètre. Un faisceau est envoyé sur un PSP et l'autre pas. Les faisceaux sont ensuite recombinés, et le motif d'interférence résultant peut être liés à la caractéristique angulaire orbitale du faisceau qui a traversé le SPP
Une caractéristique importante de l'expérience est que cela a été mené avec un faisceau de neutrons d'intensité très faible, ce qui signifie que les neutrons sont passés dans l'expérience un par un ,à la fois. En conséquence, chaque neutron interfère avec lui-même d'une manière cohérente - éliminant le besoin d'un faisceau cohérent de neutrons dans le même état de rotation.
Pushin prédit que ces neutrons tordus seront finalement utilisés comme un outil pour étudier la matière: «Nous avons eu plus de temps pour étudier le moment angulaire orbital de la lumière et des électrons, et nous pouvons voir que les applications sont de plus en plus croissantes." Il ajoute: «Ce que nous avons fait ici est un premier pas, et nous ne pouvons pas vraiment prédire où les applications vont mener ." Au-delà de cela, les chercheurs ont l'intention de regarder l'intrication quantique entre les différents degrés de liberté des neutrons et des applications à l'informatique quantique.
Yuji Hasegawa de Vienne Institute of Technology décrit la recherche comme un «bon travail» et croit que ces neutrons tordus peuvent fournir des indications utiles sur la physique quantique fondamentale parce que "de nombreuses caractéristiques quantiques sont très évidentes" avec des neutrons. Cependant, il est sceptique quant à la possibilité pour des neutrons de fournir un système pratique a destination de l'information quantique en raison de la nécessité de disposer d'un réacteur nucléaire comme source de neutrons.
L’ expert Miles Padgett de l'Université de Glasgow, quant à lui, est très impressionné par la démonstration vivante de la dualité onde-particule: "Ceci est la plus extrême forme de moment angulaire orbital qui ait été rapportée," dit-il, »et, fait intéressant, ils l'ont fait en utilisant exactement les mêmes techniques que ce que l'on aurait utilisé optiquement."
La recherche est décrite dans Nature.
A propos de l'auteur :Tim Wogan est un écrivain de science basée au Royaume-Uni
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Mon commentaire : Je suis assez intéressé par les manips possibles sur des neutrons aussi bien « configurés » ( en torsades ) … Cela dit on ne trouve pas des réacteurs à eau lourde à tous les coins d’ université pour en tirer ce genre de « bébettes » défilant une par une ….
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2 :traduction :
Where is the cosmic rumble from merging black holes?
Sep 25, 2015 15 comments
Silent supermassive binaries thwart attempt to detect gravitational waves
Les astronomes sont restés à se gratter la tête après l’annonce qu’ une équipe internationale n'avait pas réussi à trouver des preuves de présence d’ ondes gravitationnelles dans l’ensemble des observations radio télescopiques pendant 11 ans. L'équipe avait prévu d’observer une modulation dans le temps d'arrivée des signaux des pulsars causés par les ondes gravitationnelles sur des binaires de trous noirs supermassifs ( des SMBHs). Le résultat nul pourrait signifier que les SMBHs binaires s’ effondrent beaucoup plus vite qu'on ne le pensait, et donc passent beaucoup moins de temps à diffuser des ondes gravitationnelles. Le résultat pourrait également fournir des informations importantes pour les astrophysiciens qui essaient de modéliser ces SMBHs binaires.
Les SMBHs ont des masses de plus d’ un million de soleils et existent dans les cœurs de nombreuses galaxies. Lorsque des galaxies entrent en collision, leurs deux SMBHs formeraient un système binaire en rotation qui finirait par fusionner en une seule SMBH. Lorsque les deux SMBHs se rapprochent, leur énergie potentielle gravitationnelle est diffusée vers l'extérieur sous la forme d'ondes gravitationnelles. Ces ondes sont des ondulations dans l'espace-temps qui sont prédites par la théorie générale de la relativité d'Einstein, mais doivent encore être détectées par les astronomes.
Une proposition lancée pour détecter des ondes gravitationnelles a été de mesurer leur effet sur les signaux que nous recevons des pulsars millisecondes. Ces chronométreurs cosmiques émettent des impulsions d'ondes radio à des fréquences extrêmement stables - certains ont même rivalisé avec la stabilité d'une horloge atomique. Si le signal voyageur d'un pulsar qui passe à travers l’ onde gravitationnelle d’ un binaire SMBH ,lors son chemin vers la Terre, la distance parcourue par certaines de ses impulsions sera étirée ou compressée d'environ 10 m. Bien que ce soit une distance minuscule par rapport au trajet total, il semble que de minuscules changements seraient révélés par les temps d'arrivée relatifs de plusieurs impulsions successives.
La sensibilité d'une telle mesure serait augmentée si un certain nombre de pulsars sont surveillés afin de créer un tableau « pulsar timing ». Un tel projet est le Timing tableau Parkes Pulsar, qui est exécuté à l'Observatoire de Parkes en Australie.A l heure actuelle , les astronomes travaillant sur le réseau ont publié les derniers résultats dans leur tentative de mesurer quelque chose appelé « fond des ondes gravitationnelles (PRG) ». Ce dernier serait un méli-mélo d'ondes gravitationnelles générées par tous les SMBHs binaires dans l'univers, et il est décrit et dénommé par l'équipe comme un «grondement de fond" : « la GWB »
L'équipe a porté son travail sur quatre pulsars qui sont reconnus pour avoir des précisions très élevées de synchronisation, et sont donc les mieux adaptés pour révéler la GWB. Sur une période de 11 ans, l'équipe a enregistré les temps d'arrivée des impulsions avec une précision de 10 milliardièmes de seconde - ce qui est le temps qu'il faut pour que les ondes radio voyagent sur environ 3 cm.
"Mais nous n’ avons rien entendu. Pas même un gémissement» !!!!, dit- un membre de l'équipe Ryan Shannon de l'Observatoire de Parkes. "Ça semble être tout calme sur le front cosmique - au moins pour le type d’ondes que nous recherchons."
Alors, les astronomes et les astrophysiciens se demandent maintenant pourquoi aucun signe de la GWB n’ a été vu. Une possibilité, selon l'équipe, est que les SMBHs fusionnent beaucoup plus rapidement que prévu. En conséquence, les binaires passeraient moins de temps à générer des ondes gravitationnelles. Un membre de l'équipe Paul Lasky de l'Université Monash spécule comment cela pourrait arriver: "Il pourrait y avoir du gaz entourant les trous noirs qui crée des frictions et emporte leur énergie, leur permettant de venir s’accrocher entre eux assez rapidement."
Le résultat nul signifie que l'équipe Parkes devra continuer à chercher pendant de nombreuses années avant de pouvoir espérer voir la preuve de la GWB. Cependant, de futurs télescopes comme le Square Kilometre Array - qui entreront en ligne en 2020 - peuvent avoir plus de chance.
Ben Stappers de l'Université de Manchester au Royaume-Uni décrit les derniers travaux de Parkes comme «un résultat passionnant". Il a dit à Physicsworld.com que les astronomes à travaillant sur d'autres programmes de type pulsar-timing-array comme le font pour le moment l equipe Pulsar européenne et l'Observatoire Nanohertz en Amérique du Nord sur les ondes gravitationnelles vont maintenant se pencher sur leurs données les plus récentes pour voir si elles sont en mesure de confirmer le résultat . Stappers souligne également que la mesure Parkes fournit des informations importantes pour les astrophysiciens qui développent des modèles sur la façon dont les SMBHs fusionnent.
Un membre de l'équipe Parkes Vikram Ravi de l'Institut de Technologie Californai souligne que l'échec pour détecter la GWB n'a pas d'incidence sur les expériences telles que l‘ avancée LIGO, qui sont sur des recherches d'ondes gravitationnelles provenant de sources autres que les SMBHs binaires.
Les observations sont décrits dans Science.
A propos de l'auteur :Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
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MON COMMENTAIRE :il est inspiré du forum des commentaires anglo saxons qui suit l’article de H.JOHNSTON : il est peut-être temps de s’apercevoir que l’état de l’art expérimental est très insuffisant , ou encore que nous sommes en train de rechercher quelque chose , les ondes gravitationnelles , que nous voulons nous forcer à trouver à tout prix ! IL EST PEUT ETRE TEMPS AUSSI DE REDEVENIR MODESTES SUR LA PERTINENCE DE NOS CONNAISSANCES !!!!! J’ai été frappé par les remarques de JAREK DUDA sur ce point : « GRT is the perfect extrapolation - like extrapolating that there will be a mountain from seeing a rock.!” ( « du constat de la présence d un rocher , nous extrapolons celle d’une montagne !)
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