SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019/WEEK 49 PART 1

Ma traduction d’un article futuriste de NEWSPAPER SCIENCE S  X

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DECEMBER 6, 2019

Gamma-ray laser moves a step closer to reality

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Le laser à rayons gamma se rapproche de la réalité

par Iqbal Pittalwala, Université de Californie - Riverside

Allen Mills est professeur au département de physique et d'astronomie de l'UC Riverside. Crédit: I. Pittalwala, UC Riverside.

Un physicien de l'Université de Californie à Riverside a effectué des calculs montrant que des bulles sphériques creuses remplies d'un gaz d'atomes de positronium sont stables dans l'hélium liquide.

Les calculs rapprochent les scientifiques de la réalisation d'un laser à rayons gamma, qui peut avoir des applications en imagerie médicale, en propulsion de vaisseaux spatiaux et en traitement du cancer.

Ephémère et brièvement stable, le positronium est un atome semblable à l'hydrogène et un mélange de matière et d'antimatière - en particulier, avec des états liés des électrons et leurs antiparticules appelés positrons. Pour créer un faisceau laser à rayons gamma, le positronium doit être dans un état appelé condensat de Bose-Einstein - une collection d'atomes de positronium dans le même état quantique, permettant plus d'interactions et de rayonnement gamma. Un tel condensat est l'ingrédient clé d'un laser à rayons gamma.

"Mes calculs montrent qu'une bulle d'hélium liquide contenant un million d'atomes de positronium aurait une densité numériquement six fois supérieure à celle de l'air ordinaire et existerait sous forme de condensat matière-antimatière Bose-Einstein", a déclaré Allen Mills, professeur au Département. de physique et d'astronomie et seul auteur de l'étude publiée aujourd'hui dans Physical Review A.

L'hélium, le deuxième élément le plus abondant de l'univers, n'existe sous forme liquide qu'à des températures extrêmement basses. Mills a expliqué que l'hélium a une affinité négative pour le positronium; des bulles se forment dans l'hélium liquide car l'hélium repousse le positronium. La  durée de vie du positronium dans l'hélium liquide a été signalée pour la première fois en 1957.

Lorsqu'un électron rencontre un positron, leur annihilation mutuelle pourrait être un résultat, accompagnée de la production d'un type de rayonnement électromagnétique puissant et énergétique appelé rayonnement gamma. Un deuxième résultat labile  est la formation de positronium.

Mills, qui dirige le laboratoire Positron à UC Riverside, a déclaré que le laboratoire configure  un faisceau d'antimatière dans le but de produire les bulles exotiques dans l'hélium liquide que les calculs de Mills prédisent. Ces bulles pourraient servir de source de condensats de Bose-Einstein au positronium.

"Les résultats à court terme de nos expériences pourraient être l'observation d'un tunnel de positronium à travers une feuille de graphène, lequel est imperméable à tous les atomes de matière ordinaire, y compris l'hélium, ainsi que la formation d'un faisceau laser à atomes de positronium avec de possibles applications informatiques quantiques", Mills m'a dit!

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Making long-lived positronium atoms for antimatter gravity experiments

More information: A. P. Mills. Positronium Bose-Einstein condensation in liquid He4 bubbles, Physical Review A (2019). DOI: 10.1103/PhysRevA.100.063615

Journal information: Physical Review A

Provided by University of California – Riverside

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MES COMMENTAIRE S

Je rappelle à mes lecteurs que le positronium, noté Ps ou e+e-1, est un système quasi-stable constitué d'un positron et d'un électron  tournicotant ensemble   à une certaine distance  ,en atome exotique.

Un électron et positron en orbite autour de leur centre commun, le centre de masse. C'est un état fondamental appelé le positronium.

!

Ma figure me semble assez explicite !

La demi-vie du positronium est tout au plus d'environ 100 nanosecondes, son existence se terminant par un rapprochement   des deux  et donc une annihilation  suivie d’une production de gammas

  C’est une réalité  expérimentale prouvée et il en existe deux sortes ;l ortho et le para en choisissant spins antiparallèles ou additifs

 En revanche  le condensat de Bose –Einstein, prouvé expérimentalement  lui aussi  présente une configuration  difficile à réaliser car il s’agit d’un assemblage synchronisé de particules semblables   et toutes dans le même état quantique…ironiquement je l’assimile à une troupes  de clones défilant tous au pas cadencé !)

 Donc il s’agit de réaliser des bulles d hélium liquide de diamètre très  spécifique   pour engranger des positroniums en    nombre suffisant

Les lasers X  sont difficiles a développer et on se tourne   vers des lasers x a électrons libres  ( mon article de la semaine dernière )  …Alors que predire des lasers gammas ???!!!

 Ayant travaillé avec un de  mes thésards sur la structure du fluor a la température de l’hydrogène liquide  je peux assurer mes lecteurs  que le  projet de Mills est ambitieux et délicat  et je lui souhaite bonne chance !

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE POUVOIR DE L IMAGINAIRE / 12 EME DISCUSSION AVEC Mrs PEPPER

Voici la présentation de ma 12 ème discussion  avec Mrs  PEPPER ….Et comme tous ces textes s’étalent sur deux mois , je suggère aux lecteurs intéressés de  refaire un tour depuis le début !

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-«  A Quoi voulez-vous me contraindre, Mrs PEPPER avec votre dernière  question sur la «  mort des ondes ? »?» !Be serious! Les gens qui viennent nous lire  ont , je le suppose , un minimum de culture générale de high school ou de terminale de lycée français ! Voulez-vous réellement  me faire  revenir au B..A..BA  de la physique nucléaire  et quantique ??!!!

-« Non bien sur OLIVUIER…mais  il me semble qu il faut nous cadrer  mieux  entre les cas d’ annihilations  de particules de type fermion   , les cas  d’amortissement ou de disparition ou d’absorption  des    bosons …… Et ceci en restant  dans mon exemple   de  refroidissement d’une bulle d’univers   , voire  d’écroulement de  sa structure …

-« Je  ne vois qu’à moitié ce que vous désirez expliquer   PEPPER … Toutefois les cas d annihilations de  fermions sont bien décrits .PAR EXEMPLE  /1/En bas  niveau d energie cinétique on écrira l’équation   electron +positon  suivant le diagramme de Feyman ci apres    , avec dréation de deux ou trois photon  gamma

……mais en haute ènergie on va jusqu’au méson  D   et bien  plus loin  encore … étapes  qui  , instables se terminent tous  en gammas

…/2/Lorsqu'un proton rencontre son antiparticule  (et plus généralement, si une espèce de baryon rencontre l'antibaryon correspondant), la réaction n'est pas aussi simple que l'annihilation électron-positon. Je résume drastiquement  en disant que’ après des passages  en  mésons tout se terminera par des gammas  … A moins qu’on soit assez vicieux pour provoquer cela dans un noyau uranifère  , ce qui peut engendrer des neutrons rapides  etc !

-«  AH OLIVIER   ; j ai oublié le cas  d’un fermion  tel qu un proton  qui  reçoit tout  le contenu d’une étoile  sur la tete …. C’est-à-dire une telle quantité d’énergie cinétique  qu il digère son électron  et  se transforme en neutron !

-«  PEPPER      les labos ou accélérateurs terrestres   ne sont pas aussi dispendieux en énergie ! Cà  c’est    quelque chose     qui se passe   dans les novae  du cosmos   et se forme à très haute température, de l’ordre de 10 milliards de degrés !Sur  un coin de table terrestre  on sait pas faire !  Mais  on sait l’écrire !!!!( Ref : Letter Published: 21 December 1935

Production of Neutrons by Annihilation of Protons and Electrons According to Fermi's Theory

F. BLOCH & C. MØLLER

Nature volume 136, page987(1935))

-«  Vous allez me dire OLIVIER    qu’on ne peut pas parler d annihilations neutron- antineutron   parce qu’il est sa propre  antiparticule et se débobine tout seul en          881.5 s (if free) ! diagramme de  Feyman

 

-« Exact  PEPPER ! çà ne s apperlle plus ANNIHIILATION

-«   Mais alor pourquoi OLIVIER un proton isolé et tres froid  pourrait-il «  se déglinguer » tout seul  meme  au bout de quelques  2.1×10^29 années ?????

 A SUIVRE

 A suivre
 A SUIV
Aasui
A S
!!!!!!!

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/ 2019 WEEK 48 PART 5

Voici la traduction d’un article de SCIENCE  X qui  nous ouvre des voies vers un futur décarboné allemand ! ….

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DECEMBER 5, 2019

Fusion by strong lasers

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« Fusion par lasers puissants

par Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Tunnel d'accélérateur au XFEL européen Crédit: DESY

La physique nucléaire fait généralement appel l à des énergies élevées, comme en témoignent les expériences visant à maîtriser la fusion nucléaire contrôlée. L’un des problèmes est de savoir comment surmonter la forte répulsion électrique entre noyaux d’atomes  et qui nécessite de hautes énergies pour les faire fusionner Mais la fusion pourrait être initiée à des énergies inférieures avec des champs électromagnétiques générés, par exemple, par des lasers à électrons libres  générés  par la technologie émettant de la technologie  rayons X. Des chercheurs du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) expliquent comment cela pourrait être réalisé dans la revue Physical Review C.

Pendant la fusion nucléaire, deux noyaux atomiques fusionnent en un nouveau noyau. En laboratoire, cela peut être fait par des accélérateurs de particules, lorsque les chercheurs utilisent des réactions de fusion pour créer des neutrons libres rapides pour d'autres expériences. À une échelle beaucoup plus grande, l’idée est de mettre en œuvre une fusion contrôlée de noyaux légers pour générer de l’énergie - avec le soleil comme modèle: son énergie est le produit d’une série de réactions de fusion se déroulant à l’intérieur.

Les scientifiques travaillent depuis de nombreuses années sur des stratégies de production d'énergie à partir de l'énergie de fusion. "D'une part, nous examinons une source d'énergie pratiquement illimitée. D'autre part, nous souhaitons aider à surmonter les nombreux obstacles technologiques que grâce à nos travaux", déclare le professeur Ralf Schützhold, directeur du département de théorie. Physique à HZDR, décrivant la motivation de ses recherches.

Afin de déclencher la fusion nucléaire, vous devez d’abord surmonter la forte répulsion électrique entre des noyaux atomiques de charge identique. Cela nécessite généralement de hautes énergies. Friedemann Queißer, co-auteur de l’étude, explique le co-auteur de l’étude: "Si l’énergie disponible est insuffisante, la fusion peut être réalisée par effet tunnel. C’est un processus quantique. Cela signifie que vous pouvez passer ( par une soprte de tunnel) à travers la barrière d’énergie provoquée par la répulsion nucléaire aux énergies inférieures. "

Ce n'est pas une construction théorique; cela arrive vraiment: les conditions de température et de pression dans le cœur du soleil ne suffisent pas pour surmonter directement la barrière d’énergie et permettre la fusion des noyaux d’hydrogène. Cependant, la fusion se produit néanmoins parce que les conditions actuelles permettent de maintenir la réaction de fusion grâce à un nombre suffisamment élevé de processus de tunnelisation.

Dans leurs travaux actuels, les scientifiques du HZDR étudient la possibilité de faciliter la fusion contrôlée à l'aide de processus de tunnelisation utilisant des rayonnements. Mais c’est aussi une question d’énergie: plus elle est basse, moins le risque de creusement de tunnel est important. Jusqu'à présent, l'intensité du rayonnement laser conventionnel était trop faible pour déclencher les processus.

Tout cela pourrait changer dans un proche avenir: avec les lasers à électrons libres aux rayons X (XFEL), il est déjà possible d'atteindre des densités de puissance de 10 ^ 20 watts par centimètre carré. C'est l'équivalent d'environ mille fois l'énergie du soleil frappant la terre, concentrée à la surface d'une pièce de un cent. "Nous avançons maintenant dans des domaines qui suggèrent la possibilité d'aider ces processus de tunneling avec de puissants lasers à rayons X", a déclaré Schützhold.

L'idée est que le fort champ électrique à l'origine de la répulsion des noyaux se superpose à un champ électromagnétique plus faible, mais qui change rapidement, ceci pouvant être produit à l'aide d'un XFEL. Les chercheurs de Dresde ont étudié théoriquement le processus de fusion des isotopes d'hydrogène, le deutérium et le tritium. Cette réaction est actuellement considérée comme l’un des candidats les plus prometteurs pour les futures centrales de fusion. Les résultats montrent qu'il devrait être possible d'augmenter le taux de creusement de  l effet tunnel de cette manière; un nombre suffisamment élevé de processus de tunnelisation pourrait éventuellement faciliter une réaction de fusion contrôlée et réussie.

À l’heure actuelle, seuls quelques systèmes laser dotés du potentiel requis sont les produits phares de centres de recherche de grande envergure, comme ceux du Japon et des États-Unis, et en Allemagne, où le plus puissant laser de ce type au monde, le XFEL européen, se trouve dans la région de Hambourg. Dans la ligne de faisceau international pour champs extrêmes de Helmholtz (HIBEF), des expériences avec des éclairs de rayons X ultra-courts et extrêmement brillants sont prévues. HZDR est en train de construire HIBEF.

La prochaine étape pour les physiciens de terrain de Dresde consiste à approfondir davantage la théorie afin de mieux comprendre les autres réactions de fusion et de pouvoir évaluer leur potentiel pour aider les processus de tunnelisation avec le rayonnement. Des processus analogues ont déjà été observés dans des systèmes de laboratoire, tels que les points quantiques en physique de l'état solide ou les condensats de Bose-Einstein, mais la preuve expérimentale en fusion nucléaire est toujours en attente. Penser encore plus loin

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Taking a new tangent to control pesky waves in fusion plasmas

More information: Friedemann Queisser et al, Dynamically assisted nuclear fusion, Physical Review C (2019). DOI: 10.1103/PhysRevC.100.041601

Provided by Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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 Mes commentaires

J ‘ aurais été enthousiaste pour cette technique  de multi tunellisation  pour « écraser » l’effet de répulsion des charges  si les  auteurs  avaient  suggéré  une application possible voire une coopération   dans leur texte avec l’ ensemble  ITER   qui reçoit la participation europénnne  dont l’Allemagne fait partie !…. CE N’EST PAS LE CAS !  Ils veulent  d’abord une réalisation   locale     marquante ET PEUT ETRE PLUS !!!!

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE POUVOIR DE L IMAGINAIRE/ 11 EME DISCUSSION

Cette 11 ème discussion avec Mrs PEPPER  se place dans le cadre des thèmes du « Pouvoir de l’Imaginaire » et seul le titre en sera présenté sur les sites  FACEBOOK 

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-« Dissipez d’abord un doute ,PEPPER pourquoi ne vous placez vous pas mieux  que dans le  cadre de ce que vous appelez la "mort thermique d’un univers » ?

-« Je vain ere précis , OLIVIER ; ma reference de base est aux USA  : « A dying universe : the long-term fate and evolution of astrophysical objects , Fred C. Adams and Gregory Laughlin, Reviews of Modern Physics 69, #2 (April 1997), pp. 337–372. Il y a aussi  la présentation française plus récente  de  A.RIAZUELO ….

En supposant   vrais  ses  calculs  ,le rayonnement de radiation de Hawking des trous noirs ( les derniers survivants)prend de l'ordre de 101^00 ans de durée; puis on entrerait  dans une période appelée l'ère sombre…Où l’espace  est  essentiellement constitué d'un gaz diffus de photons de très basse fréquences et de leptons ….Et il devient tellement diffus qu’il s’agit peut-être d’entrer dans une période stationnaire  analogue à un faux vide  puis   ensuite à un vide minimal … et stochastique   ( votre «  bouillie  super  diluée ») ….Mais tout ceci OLIVIER   n’a aucun support expérimental …. Qui peut prétendre avoir vu agoniser une bulle d’univers froide et  immense  ????

-«  Et  c’est donc la dessus que je vais vous reprendre  PEPPER … En réalité   , comme vous ne me précisez ni la géométrie ni la topologie   de cet univers  toute thermodynamique est impossible  à employer  …  Envisagez-vous un univers mourant mais restant  encore  sphérique  ou  avec un rayon de courbure devenu nul , donc   pour  un univers  devenu  plat ??? Etes-vous alors intéressé   par   les modèles de la théorie des Cordes et des branes  (membranes planes)  pour le faire redémarrer ????

- « A vrai dire OLIVIER je n’en sais rien !Et les  tous derniers de vos articles  içi  ne dissipent pas mes doutes …Je suis dans l’incapacité de vous dire  a quel point  l’étirement de l’espace -temps  et l’éloignement accompagnant la densification des amas , des galaxies et des trous noirs  ne va pas , de lui-même  recréer des bulles de vides     de plus en plus grandes  ,entre des  amas de » matière  ,elles ,  de plus en plus denses ……….

  -«  Sacré princetonien  de  PEPPER   ! On dirait que vous  nous représentez    le  Monde   comme un jeu  sur  un billard à poches   cosmique où  toutes  les boules simultanément s’éloignent en grossissant ….. avant de disparaitre ! Mais je reviens sur mon objection : quelle température affectez-vous à cette mort thermique ? Et surtout  ne croyez-vous pas qu’un trou noir  c’est déjà une  sorte de fosse mortuaire   creusée dans l’espace-temps   à l’usage de l’énergie et de la masse  ???? Le cimetière  d’une bulle d’univers ne pourrait-il  pas  en fin de compte  se présenter   comme  le  trou  noir   final central géant  et   maximal de toutes ses étoiles  et trous noirs ??? 

-«  Peut-être OLIVIER !  à condition que vous admettiez   que puisque l’univers s’est étiré  et devenu hétérogène il y en aient plusieurs ….(Une photo d’un  tel univer s si hétérogène    de quelques hyper   trous noirs dispersés   aux quatre vents est elle présentable !!! ????……)

Mais dans la mesure ou vous assimilez   vous-même  toute masse à des ondes  confinées sur elles-mêmes, ou peut être dans des  dimensions  supplémentaires   d’échelle plus petite , comment conciliez-vous ensuite   la » mort d’une telle  onde «  matérielle », ?Où disparait son équivalent énergie ???Et la gravité, qu’en faites-vous ?S'il n y a plus de masses où passe-t- elle???

 A SUIVRE

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 48 PART 4

J’ai fourni cette semaine à mes lecteurs  deux articles  de  SCIENCE x qui donnent matière à de  sacrées discussions   et contestations !!!! Ils vont donc juger anodin le 3 ème ! Méfiez-vous !les matières et thèmes que j’ai en tête  et développés  jusqu’à présent   ne vous permettent pas de préjuger  ce que je vous présenterai demain ! Mon portfolio est un mystère !

Je ne pars pas à PRINCETON   pour NOEL. C’est ma famille qui vient ….Et donc attendez-vous a une reprise  acharnée de discussion  avec Mrs  PEPPER !

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Le 3 ème article choisi s intitule:     « With ultracold chemistry, researchers get a first look at 

exactly what happens during a chemical reaction”

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Grâce à la chimie ultrafroide, les chercheurs ont un premier aperçu de ce qui se passe exactement lors d’une réaction chimique.

par l'Université de Harvard

Les réactions chimiques transforment les réactifs en produits via un état intermédiaire où les liaisons se cassent et se reforment. Souvent trop courte pour être observée, cette phase a jusqu'ici échappé à l'investigation intime. En "gelant" la rotation, la vibration et le mouvement des réactifs (ici des molécules de potassium-rubidium) à une température de 500 nanokelvin (température à peine supérieure à la température zéro absolu), le nombre de sorties autorisées pour les produits est limité. "Pris au piège" dans la phase intermédiaire beaucoup plus longtemps, les chercheurs peuvent alors observer cette phase directement avec une  détection de photo ionisation. Cette technique ouvre la voie au contrôle quantique des réactions chimiques avec des molécules ultra-froides. Crédit: Ming-Guang Hu

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La réaction chimique la plus froide de l'univers connu a eu lieu dans ce qui semble être un désordre chaotique de lasers. L’apparence est trompeuse: au plus profond de ce chaos minutieusement organisé, à des températures des millions de fois plus froides que l’espace interstellaire, Kang-Kuen Ni a réussi un exploit de  haute précision. Forçant deux molécules ultra-froides à se rencontrer et à réagir, elle a rompu et formé les liaisons les plus froides de l’histoire des couplages moléculaires.

"Probablement dans les prochaines années, nous serons le seul laboratoire capable de le faire", a déclaré Ming-Guang Hu, chercheur postdoctoral au Ni Lab et premier auteur de leur article publié aujourd'hui dans Science. Il y a cinq ans, Ni, professeur agrégé de chimie et de biologie chimique et pionnier de la chimie ultra-froide de Morris Kahn, a décidé de construire un nouvel appareil capable de réaliser les réactions chimiques aux températures les plus basses de toutes les technologies actuellement disponibles. Mais ils ne pouvaient pas être sûrs que leur ingénierie complexe fonctionnerait.

A l heure actuelle  ils ont non seulement effectué la réaction la plus froide à ce jour, mais ils ont découvert que leur nouvel appareil pouvait faire quelque chose qu’ils n’avaient pas prédit. Dans un tel froid intense - 500 nanokelvins soit quelques millionième  de degrés au-dessus du zéro absolu - leurs molécules ont ralenti à une vitesse aussi glaciale, Ni et son équipe ont pu voir quelque chose que personne n'avait pu voir auparavant: le moment où deux molécules se rencontrent pour former deux nouvelles molécules. En substance, ils ont capturé une réaction chimique dans l'acte le plus critique et le plus insaisissable.

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(10 lignes non présentées)

Dans ses travaux précédents, Ni utilisait des températures de plus en plus froides pour opérer cette magie chimique: forger des molécules à partir d'atomes qui autrement ne réagiraient jamais. Refroidis à de tels extrêmes, les atomes et les molécules ralentissent jusqu'à atteindre par    ube sorte d’exploration quantique, leur énergie la plus basse possible. Là, Ni peut manipuler les interactions moléculaires avec la plus grande précision. Mais même elle ne pouvait voir que le début de ses réactions: deux molécules entrent en jeu, mais quoi…….? Ce qui s’est passé au milieu et à la fin restait  un trou noir que seules des théories pourraient essayer d’expliquer.

Les réactions chimiques se produisent en quelques millionièmes de milliardième de seconde, mieux connues dans le monde scientifique sous le nom de femtosecondes. Même la technologie la plus sophistiquée d’aujourd’hui ne permet pas de saisir quelque chose d’aussi brève durée, bien que certains en soient proches. Au cours des vingt dernières années, les scientifiques ont utilisé des lasers ultrarapides, tels que des caméras à action rapide, pour capturer des images rapides des réactions qui se produisaient. Mais ils ne peuvent pas capturer la totalité de l'image. "La plupart du temps," dit Ni, "vous voyez juste que les réactifs disparaissent et que les produits apparaissent à un moment que vous pouvez mesurer. Il n'y avait aucune mesure directe de ce qui s'était réellement passé dans ces réactions chimiques." Jusqu'à maintenant.

Les températures ultra-froides de Ni forcent les réactions à une vitesse relativement réduite. "Parce que [les molécules] sont si froides", a déclaré Ni, "maintenant nous avons en quelque sorte un effet de goulot d'étranglement." Quand elle et son équipe ont réagi avec deux molécules de potassium rubidium - choisies pour leur facilité de mise en œuvre - les températures ultra froides ont forcé les molécules à s’attarder dans la phase intermédiaire pendant quelques microsecondes. Ces microsecondes (quelques millionième s de secondes) peuvent sembler courtes, mais elles sont des millions de fois plus longues que d'habitude et suffisamment longues pour permettre à Ni et à son équipe d'étudier la phase de rupture et de formation des liens, où une molécule se transforme en une autre.

Avec cette vision intime, Ni a déclaré qu'elle et son équipe pouvaient tester des théories qui prédisent ce qui se passe dans le trou noir d'une réaction pour confirmer si celles-ci sont bien comprises. Son équipe peut ensuite élaborer de nouvelles théories, en utilisant des données réelles pour prédire plus précisément ce qui se passe lors d'autres réactions chimiques, même celles se déroulant dans le mystérieux domaine quantique.

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Simulation reveals universal signature of chaos in ultracold reactions

More information: "Direct observation of bimolecular reactions of ultracold KRb molecules" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aay9531

Journal information: Science

Provided by Harvard University

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MES COMMENTAIRES

La figure des auteurs me fait plaisir! Vous y voyez  deux noyaux s’apparier  et les électrons  ailleurs se placer ailleurs ! Mais ne me a faites pas dire qu’ ils vont violer le principe de exclusion de PAULI !

 L extreme froid est donc capable de donner une sorte de vision «  au ralenti »  de ce qui se passe !

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 48 PART 3

Je poursuis la traduction et la publication des 3 articles sélectionnés dans SCIENCE X WEEK 48

 Mais celui là va vous secouer !!!!

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A fifth fundamental force could really exist, but we

haven't found it yet

by Brian Koberlein, Universe Today

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Une 5 ème force fondamentale  pourrait exister ,mais ele n est pas déjà trouvée

L'univers est régi par quatre forces fondamentales: la gravité, l'électromagnétisme et les forces nucléaires fortes et faibles. Ces forces déterminent le mouvement et le comportement de tout ce que nous voyons autour de nous. Du moins, c'est ce que nous pensons. Mais au cours des dernières années, il y a eu de plus en plus de preuves d'une cinquième force fondamentale. De nouvelles recherches n'ont pas découvert cette cinquième force, mais elles montrent que nous ne comprenons toujours pas pleinement ces forces cosmiques.

Les forces fondamentales font partie du modèle standard de la physique des particules. Ce modèle décrit toutes les particules quantiques, y compris les électrons, les protons, l’antimatière et d’autres. Les quarks, les neutrinos et le boson de Higgs font tous partie du modèle.

Le terme "force" dans le modèle est un peu abusif. Dans le modèle standard, chaque force est le résultat de boson porteur. Les photons sont le boson porteur de l'électromagnétisme. Les gluons sont les bosons porteurs de l'interaction forte et les bosons appelés W et Z, l'interaction faible. La gravité ne fait pas techniquement partie du modèle standard, mais il est supposé que la gravité quantique possède un boson appelé graviton. Nous ne comprenons toujours pas complètement la gravité quantique, mais une proposition  est que la gravité peut être ré unie au modèle standard pour produire une théorie unifiée (GUT).

Chaque particule que nous avons écouverte fait partie du modèle standard. Le comportement de ces particules correspond extrêmement précisément au modèle. Les scientifiques ont recherché des particules au-delà du modèle standard, mais jusqu'à présent, ils n'en ont jamais trouvé. Le modèle standard est un triomphe de la compréhension scientifique. C'est l'apogée de la physique quantique.

Mais nous avons commencé à comprendre que cela posait de graves problèmes.

Les observations des galaxies montrent la distribution de la matière noire. Crédit: Radiographie: NASA / CXC / Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse / D.Harvey & NASA / CXC / Durham Univ / R.Massey; Carte optique et optique: NASA, ESA, D. Harvey (École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) et R. Massey (Université de Durham, Royaume-Uni)

Pour commencer, nous savons maintenant que le modèle standard ne peut pas être combiné avec la gravité comme nous le pensions. Dans le modèle standard, les forces fondamentales "s'unissent" à des niveaux d'énergie supérieurs. L'électromagnétisme et la force faible se combinent en é forve lectrofaible, et l’ électrofaible s'unit au fort pour devenir la force électronucléaire. Aux énergies extrêmement élevées, les forces électronucléaires et gravitationnelles devraient s'unifier. Des expériences en physique des particules ont montré jusqu’ici  que les énergies d’unification ne concordaient pas.

Plus problématique est la question de la matière noire. La matière noire a d'abord été proposée pour expliquer pourquoi les étoiles et les gaz situés sur le bord extérieur d'une galaxie bougent plus rapidement que prévu par la gravité. Soit notre théorie de la gravité est fausse, soit il doit y avoir une masse invisible (sombre) dans les galaxies. Au cours des 50 dernières années, les preuves de la matière noire sont devenues vraiment solides. Nous avons observé comment la matière noire regroupe les galaxies ensemble, comment elle se répartit dans certaines galaxies et comment elle se comporte. Nous savons qu'elle n'interagit pas fortement avec la matière ordinaire ou elle-même, et constitue la majorité de la masse dans la plupart des galaxies.

Mais dans le modèle standard, aucune particule ne pourrait constituer de la matière noire. Il est possible que la matière noire soit constituée de petits trous noirs, par exemple, mais les données astronomiques n'appuient pas vraiment cette idée. La matière noire est probablement constituée de particules non encore découvertes, que le modèle standard ne prédit pas.

Ensuite, il y a l'énergie noire. Des observations détaillées de galaxies lointaines montrent que l'univers est en expansion constante. Ce processus semble être animé par une sorte d'énergie et nous ne comprenons pas comment. Il se pourrait que cette accélération soit le résultat de la structure de l'espace et du temps, une sorte de constante cosmologique qui entraîne l'expansion de l'univers. Il se pourrait que cela soit motivé par une force nouvelle à découvrir. Quelle que soit l'énergie noire, elle représente plus des deux tiers de l'univers.

Tout cela indique que le modèle standard est, au mieux, incomplet. Il y a des choses qui nous manquent fondamentalement dans le fonctionnement de l'univers. De nombreuses idées ont été proposées pour fixer le modèle standard, depuis  la supersymétrie jusq’aux  aux quarks non encore découverts, mais une idée est qu'il existe une cinquième force fondamentale. Cette force aurait son propre boson porteur  avec de nouvelles particules au-delà de celles que nous avons découvertes.

Nous ne comprenons pas la plupart de l’univers. Crédit: Observatoire à rayons X Chandra

Cette cinquième force interagirait également avec les particules que nous avons observées de manière subtile, en contradiction avec le modèle standard. Cela nous amène à un nouveau document prétendant avoir la preuve d'une telle interaction.

L'article examine une anomalie dans la désintégration des noyaux d'hélium 4 et s'appuie sur une étude antérieure des désintégrations du béryllium-8. Le béryllium-8 a un noyau instable qui se désintègre en deux noyaux d'hélium-4. En 2016, l'équipe a constaté que la décomposition du béryllium-8 semblait constituer une légère violation du modèle standard. Quand le noyau  rst  dans un état excité ils  peut émettre une paire électron-positron lorsqu'il se désintègre. Le nombre de paires observées à des angles plus grands est supérieur à celui prédit par le modèle standard et est connu sous le nom d'anomalie Atomki.

Il y a beaucoup d'explications possibles pour l'anomalie, y compris une erreur d'expérimentation, mais l'une d'entre elles serait  que cela est dû au boson de l'équipe nommée X17. Ce serait le boson porteur d'une cinquième force fondamentale (encore inconnue), d'une masse de 17 MeV. Dans le nouveau document, l’équipe a constaté une différence similaire dans la désintégration de l’hélium-4. La particule X17 pourrait également expliquer cette anomalie.

Bien que cela semble passionnant, il y a des raisons d'être prudent. Lorsque vous examinez les détails du nouveau document, vous constaterez quelques modifications étranges des données. Fondamentalement, l'équipe suppose que X17 est exacte et montre que les données peuvent être adaptées à leur modèle. Démontrer qu'un modèle peut expliquer les anomalies n'est pas la même chose que prouver que votre modèle explique les anomalies. D'autres explications sont possibles. Si X17 existe, nous aurions également dû le voir dans d'autres expériences sur des particules, et nous ne l'avons pas fait. Les preuves de cette "cinquième force" sont encore faibles.

La cinquième force pourrait exister, mais nous ne l’avons pas encore trouvée. Ce que nous savons, c'est que le modèle standard ne correspond pas tout à fait, ce qui signifie que des découvertes très intéressantes attendent d'être découvertes

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More information: A.J. Krasznahorkay, et al. New evidence supporting the existence of the hypothetic X17 particle. arXiv:1910.10459v1 [nucl-ex]: arxiv.org/abs/1910.10459

A.J. Krasznahorkay, et al. Observation of Anomalous Internal Pair Creation in 8Be: A Possible Signature of a Light, Neutral Boson. arXiv:1504.01527v1 [nucl-ex]: arxiv.org/abs/1504.01527

Source Universe Today

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 MES COMMENTAIRES

 J ai publié les communications de ces hongrois il y a deux semaines  e n réservant sur le fond mon jugement mais comme il s agit d un article assez  pédagogique  et presenté par SCIENCE  x  j ai décidé de vous le  presenter car bien entendu tout le monde est tombè sur le dos des hongrois !!! Pauvre A.J. Krasznahorkay,   IL VA LUI FALLOIR TROUVER DES PREUVES SUPPLEMENTAIRES !Tout le monde lui  cherche querelle !

Personnellement je veux bien parier qu il va en trouver !  Q u ’il y ait  une sorte  d’association  positron –électron   OU  même  muon –antimuon   a très longue distance   et  requérant  pour cela  un potentiel avec pas mal d’énergie  de  « compronis »  ne me choquerait pas ….. Pourquoi pas ??? ( Un BAISER mais  pas sur la bouche !  , dit l' expression populaire !!!!) car electron et positron s 'annihilent! 

 En revanche  qu on décide qu il s agisse là d une cinquième force   …LA  JE DEMANDE A VOIR

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 48 PART 2

Je choisis de vous traduire : « NOVEMBER 27, 2019

Evidence for anisotropy of cosmic acceleration

by University of Oxford

Preuve de l'anisotropie de l'accélération cosmique

par l'Université d'Oxford

 

Le «paramètre de décélération» cosmique déduit du catalogue JLA des supernovae de type Ia est négatif (le taux d'expansion s'accélère), mais il s'agit principalement d'un dipôle (qd), c'est-à-dire dans une direction spécifique, tandis que sa composante monopole (qm) est proche de zéro. Le modèle cosmologique standard actuel (indiqué par une étoile bleue) qui a qm = -0,55, qd = 0, est exclu à partir de 4σ. Crédit: Astronomie et astrophysique

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L'accélération observée du taux d'expansion de Hubble a été attribuée à une mystérieuse "énergie noire" qui représenterait environ 70% de l'univers. Le professeur Subir Sarkar du Centre de physique théorique Rudolf Peierls d'Oxford avec des collaborateurs de l'Institut d'Astrophysique de Paris et de l'Institut Niels Bohr de Copenhague  a utilisé les observations de 740 supernovæ de type Ia pour montrer que cette accélération reste un effet relativement local ... il est orienté dans la direction  vers  laquelle nous semblons bouger par rapport au fond cosmique à micro-ondes (qui présente une anisotropie dipolaire similaire). Bien que la raison physique de cette accélération soit inconnue, elle ne peut être attribuée à l'énergie noire qui aurait provoqué une accélération égale dans toutes les directions.

Le professeur Sarkar explique: "Le modèle cosmologique standard repose sur l'hypothèse que l'univers resteb    isotrope autour de toust observateur Ce principe cosmologique est une extension du principe copernicien, à savoir : nous ne sommes pas des observateurs privilégiés. Il permet une grande simplification de la construction mathématique. du modèle cosmologique utilisant la théorie de la relativité générale d’Einstein. Toutefois, lorsque les données d’observation sont interprétées dans ce cadre, nous aboutissons à la conclusion étonnante qu’environ 70% de l’univers est constitué de la Constante cosmologique d’Einstein ou, plus généralement, de «l’énergie sombre» .  Ceci a été interprété comme étant dû aux fluctuations du point zéro quantique du vide, mais l’échelle d’énergie associée est définie par H0, le taux actuel d’expansion de l’univers, soit un facteur de 10^44 inférieur à l’échelle d’énergie du modèle standard de la physique des particules —La théorie quantique bien établie des champs qui décrit avec précision tous les phénomènes subatomiques. Les fluctuations thermiques ont donc une énorme densité d'énergie qui aurait empêché l'univers d'atteindre son âge et sa taille actuels si elles avaient effectivement une influence sur le taux d'expansion via la gravité. A ce problème cosmologique persistant , il faut ajouter le "pourquoi maintenant?" problème, à savoir pourquoi l’énergie noire a-t-elle dominé l’univers assez  récemment? Auparavant, il était négligeable, en particulier à environ 400 000 ans, lorsque le plasma primordial se refroidissait suffisamment pour former des atomes et que le rayonnement  micro-ondes  cosmique (CMB) était émis (le CMB n'était donc pas directement sensible à l'énergie noire). "

C'est dans ce contexte que lui-même, avec Jacques Colin et Roya Mohayaee (Institut d'Astrophysique, Paris) et Mohamed Rameez (Institut Niels Bohr, Copenhague), a entrepris d'examiner si l'énergie noire existait réellement. La principale preuve - récompensée par le prix Nobel de physique 2011 - concerne la "découverte de l'expansion accélérée de l'univers par l'observation de supernovae lointaines" en 1998 par deux équipes d'astronomes. Ceci était basé sur des observations d'environ 60 supernovae de type Ia, mais entre-temps, l'échantillon avait grossi et en 2014, les données étaient disponibles pour 740 objets plus  dispersés dans le ciel (catalogue d'analyse de la courbe de lumière).

Les chercheurs ont alors  cherché à savoir si l'accélération inférée du taux d'expansion de Hubble était uniforme dans le ciel.

"Tout d'abord, nous avons élaboré les redshifts et les grandeurs apparentes de la supernova mesurés (dans le système héliocentrique), annulant les corrections apportées dans le catalogue JLA pour les vitesses locales" particulières "(non-Hubble). leurs valeurs dans le cadre CMB dans lequel l’univers devrait sembler isotrope - toutefois, des travaux antérieurs de notre équipe avaient montré que de telles corrections étaient suspectes, car les vitesses particulières ne diminuaient pas avec la distance croissante; il n’y avait donc pas de convergence vers le cadre CMB, même  aussi  loin qu’à un milliard d'années-lumière ", déclare le professeur Sarkar.

Dans les incertitudes, le vecteur d'accélération est aligné sur le dipôle dans le rayonnement de fond cosmique à micro-ondes (indiqué par une étoile noire). Crédit: Astronomie et astrophysique

"Lorsque nous avons ensuite utilisé la statistique standard d'estimation du maximum de vraisemblance pour extraire les valeurs des paramètres, nous avons fait une découverte étonnante. Les données relatives à la supernova indiquent, avec une signification statistique de 3,9σ, une anisotropie dipolaire dans l'accélération inférée (voir la figure) dans la même direction  que celle où nous nous déplaçons localement, ce qui est indiqué par un dipôle similaire et bien connu dans le CMB. En revanche, toute accélération isotrope (unipolaire) pouvant être attribuée à l'énergie noire est 50 fois plus petite et cohérente si elle est nulle à 1,4σ Selon le critère d’information bayésien, le meilleur ajustement aux données possible

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More information: Jacques Colin et al. Evidence for anisotropy of cosmic acceleration, Astronomy & Astrophysics (2019). DOI: 10.1051/0004-6361/201936373

Journal information: Astronomy & Astrophysics

Provided by University of Oxford

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 Mes commentaires

 J’avoue que je jubile  car combien de fois vous ai-je dit    CHERS LECTEURS qu’il fallait  D’ABORD construire  une  structure  étoffée  très large et consensuelle sur TOUTES  les  supernovæ I a ?????  ….

 Du coup ,  la cosmologie universitaire va de ce fait trembler   sur ces bases !

 SAUL  PERLMUTTER  va t-il  devoir  rendre son prix NOBEL 2011 ?????  

Et l’énorme extension que prenait  cette  énergie noire   dans cette accélération  gigantesque et tous azimuts  va telle partir   à la déchèterie ? 

Je n’en dirai pas autant pour  la matière noire  car là le problème se pose tout autrement

 Je pense que le professeur Subir Sankar du Centre de physique théorique Rudolf Peierls d'Oxford  a bien fait de s’assurer  de la collaboration  des gens  de  l'Institut d'Astrophysique de Paris et de l'Institut Niels Bohr de Copenhague    car il va  subir les assauts  de tous  ceux qui ont transpiré  sang et eau  pour  caractériser    le mieux possible l’énergie noire  ses causes et ses origines ……