mercredi 20 janvier 2016

  • LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM/ JANVIER 2016 3EME PARTIE

    Aujourd’hui se  termine la dernière partie des nouvelles transmises par PHYSICS WORLD  COM  pour cette 1ère quinzaine du  mois de JANVIER 2016  ….Vous aurez peut-être noté     que ce magazine ne se penche guère (ou pas du tout) sur les questions que nous posent les problèmes énergétiques   , météorologiques et scientifiques  abordés chez nous à la COP 21 …Alors posez-vous la question :les physiciens sont-ils  sourds ou autistes   vis à vis de ces questions ou  trop optimistes sur la réponse  qu’apportera la science et les technologies futures ???
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    1°/ Traduction complète

    Physicists take entanglement beyond identical ions

    Two independent groups reach a milestone in ion-based quantum computing

    Les physiciens  intriquent des  ions identiques
    12 janvier 2016 1 commentaire
    Photographie du piège à ions utilisée par Dave Wineland et ses collègues au NIST

    L'intrication quantique  vient d etre  créée et mesurée entre des paires de deux différents types de noyaux pour la première fois. Réalisée par deux groupes de recherche indépendants, le travail est une étape clé vers la création d'ordinateurs quantiques à base d'ions, dans lequel différents noyaux accomplissent des fonctions différentes. Un des groupes est basée à l'Université d'Oxford au Royaume-Uni et l'autre à l'Institut National des Standards and Technology (NIST) à Boulder, Colorado.
    Les informations contenues dans un ordinateur quantique sont stockées et transmises  sous forme de  bits quantiques (qubits), qui peuvent être portées par  des entités telles que des photons ou des ions. Or les qubits perdront rapidement leur nature quantique lorsqu'ils seront  en contact avec le monde extérieur, et ceci  est un défi pour ceux qui conçoivent actuellement  les ordinateurs quantiques. En effet ,il s’avère  que les qubits individuels doivent interagir les uns avec les autres pour un calcul quantique de process, et ne peuvent donc pas rester  complètement isolés du monde extérieur.
    Une façon de contourner   ce problème est d'utiliser différents types de qubits pour effectuer différentes fonctions au sein d'un ordinateur quantique. Ceux des qubits qui sont faciles à isoler, par exemple, pourraient stocker des informations, tandis que les qubits qui interagissent de façon bien définie seraient aptes  à  traiter les données. Pour ces régimes hybrides de travail, cependant, l'information quantique doit pouvoir  être transférée d'un type de qubit à un autre, ce qui exige que les différents types de qubits  soit  mécaniquement  et quantiquement  intriqués…
    Cette intrication  permet à deux ou plusieurs particules  d’avoir  une relation beaucoup plus étroite que celle admise par la physique classique, peu importe à quelle distance ils peuvent être les unes des autres  . Les états de particules intriquées sont inextricablement liés, de sorte que toute modification apportée à une particule influence instantanément l'état de l'autre.
    Des Ions piégés dans une chambre à vide minuscule sont une façon de créer un tel ordinateur quantique hybride. Ceci  parce que certains ions vont interagir les uns avec les autres (et avec  leur entourage), tandis que d'autres pourraient être maintenus dans un isolement relatif. A partir d’aujourd'hui, deux équipes indépendantes ont montré que les paires de différents types d'ions peuvent être enchevêtrés.
    Chris Ballance et ses collègues à Oxford  ont utilisé pour leurs ions  deux isotopes différents d'un même élément , le  calcium- 40 et le calcium-43. Pendant ce temps au NIST, Ting Tan Rei, Dave Wineland et l'équipe  ont  utilisé le béryllium-9 et le magnésium-25  ainsi que leurs ions. La lumière laser (avec des  micro-ondes à NIST) a été utilisée pour créer une interaction «ferromagnétique» entre les spins  d'une paire de deux ions différents séparés par quelques microns. Cette interaction signifie que si la rotation de l'un des ions pointe ' "haut", le spin de l'autre ion aura tendance à pointer dans la même direction.
    Les équipes ont dû ensuite vérifier que les deux ions  restent intriqués dans cet état ferromagnétique.
    Les deux équipes  ont vérifié l’ intrication en  utilisant une inégalité de Bell, qui consiste à mesurer les corrélations entre les spins des deux ions. Le premier ion est mis dans une superposition quantique , à la fois dans le spin-up et le spin-down. Ensuite, l'interaction ferromagnétique est  mise sous tension. Le résultat est une paire d'ions qui se trouvent dans une superposition quantique de spin- à la fois vers le haut et vers le bas ……
    Une mesure est effectuée sur le premier ion -   le forçant alors à un état  soit de spin-up soit  de spin-down. Le résultat de cette mesure est aléatoire; mais si les ions sont intriqués , le résultat aura une influence mesurable sur une évaluation ultérieure de l'état de de spin   du deuxième ion.
    Une certaine corrélation entre les états de spin est attendue de la physique classique, et l'inégalité de Bell impose une limite supérieure à sa valeur. Si les corrélations sont  un peu  plus fortes, alors les ions doivent être intriqués mécaniquement quantiquement. Dans ce cas, la limite supérieure des corrélations classiques est 2, et l'équipe du NIST a mesuré une valeur de 2,70, ce qui est un énorme  écarts-types (40 ) par rapport à  la valeur classique. L'équipe d'Oxford a atteint un plus modeste  chiffre 2.228,  ce qui est encore un impressionnant 15 écarts-types au dessus du  résultat classique.
    Ballance dit  à Physicsworld.com que le calcium-43 ion s’est avéré etre  «le meilleur qubit   à « contours", avec une mémoire  quantique à un seul ion ,capable de stocker l'information quantique pendant environ une minute. Le calcium-40, en revanche, est mieux adapté pour interagir avec des photons , et  qui pourraient être utilisés pour transmettre l'information quantique dans les ordinateurs quantiques et aussi d'un ordinateur quantique à un autre. Ballance ajoute que c est un avantage d'utiliser des ions qui sont isotopes d'un même élément car  les isotopes sont suffisamment semblables pour être traitées de la même manière dans le piège à ions.
    "Chaque espèce d'ions est unique», ajoute Tan. "Certains  sont mieux adaptés pour certaines tâches telles que le stockage de mémoire, tandis que d'autres sont plus adaptés à fournir des interconnexions pour le transfert de données entre systèmes distants."

    La recherche est décrite dans deux documents distincts dans « Nature. »
    A propos de l'auteur : Hamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.
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    MON COMMENTAIRE /Il est extrêmement élogieux ; ce travail semble être l’un des plus en pointe que  j’ai lus et vous n’ignorez pas cependant mon scepticisme  pour cette informatique quantique à  q bit …..Cela n’implique pas d’ailleurs que l’intrication ne continue pas à me poser des problèmes  pour définir exactement sa cause première  et le « fond » de son contenu !!!!
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    2 : TRADUCTION COMPLETE

    New helmet material could protect against glancing blows

    Tunable layers shield brain from shear forces
    Nouveau matériau de casque pouvant  protéger contre les coups et éraflures
    Le 13 janvier 2016
    Photo de la matière de casque montrant couches d'éléments en forme de flèche

    Des chercheurs de l'Université de Cardiff au Royaume-Uni ont uni leurs forces avec le casque du fabricant Charles Owen Inc. pour développer un nouveau matériau qui pourrait protéger contre une  plus  large gamme de blessures à la tête. Surnommé "C3", ce matériau multicouche peut soit être imprimé en 3D pour créer des casques sur mesure pour les athlètes professionnels , soit  moulés par injection pour créer des biens de consommation à moindre coût. La collaboration est financée à hauteur de 250 000 $ par  Head Health Initiative , organisme  américain pour développer la fabrication et la simulation par ordinateur d’une  technologie qui pourrait rendre possible la commercialisation du matériel.
    Les casques sont devenus omniprésents - et souvent obligatoires - dans un large éventail d'activités allant du ski au football américain. Ils font un très bon travail de protection de l'utilisateur contre les effets de compression dans laquelle la force de l'impact est dirigée vers le centre du cerveau. Les casques sont pas très bons, cependant,  pour  absorber les forces de torsion qui se produisent lorsque la tête subit un coup  qui l'amène à tourner. De grandes torsions de la tête peuvent induire le cerveau à tourner par rapport au crâne, endommageant  les vaisseaux sanguins qui irriguent le cerveau et donc conduisant à des blessures graves.
    "Les stratégies pour la prévention des blessures à la tête sont demeurées relativement stagnantes par rapport à l'évolution d'autres technologies», explique Peter Theobald de l'Université de Cardiff, qui dirige le projet de développement C3 avec Roy Burek de Charles Owen.


    Le matériau a été inspiré par des matériaux résistants aux explosions créées par Graham McShane et ses collègues de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni. L'équipe de McShane a été  chargée d'élaborer du matériel pour l'armée qui soient légers mais aussi capables d'absorber d'énormes quantités d'énergie provenant des explosions. L'idée des chercheurs  repose  sur  l’emploi de  structures en acier d'inspiration origami  et telles que l'effondrement se produiten pliant d'une manière contrôlée pour absorber l'énergie de l'explosion.
    Theobald et McShane ont  réalisé que des structures similaires pourraient être fabriqués à partir de matériaux à base de polymères. En outre, les paramètres de pliage des structures pourraient être "accordés" pour absorber différents types de forces. Theobald explique qu'il devrait être possible de développer une structure en couches dans laquelle une couche est bonne  pour absorber des chocs de compression tandis que l'autre est bonne  pour  absorber  les cisaillements.
    Décrit par McShane comme une «mousse très design", le matériau comporte des éléments en forme de flèche qui sont mis en forme  ensemble dans des couches (voir image). Un matériau aux propriétés spécifiques peut être conçu en utilisant  une modélisation mathématique et son rendement simulé à l'aide du calcul haute performance. L'impression 3D est ensuite utilisée pour créer un prototype qui peut être testé en laboratoire. Bien  que l'impression 3D pourrait être utilisée pour créer des casques sur mesure pour les athlètes professionnels, Theobald dit que ces casques pourraient aussi être produits en masse en utilisant le moulage par injection.
    La subvention permettra à la collaboration de passer un an améliorer la fabricabilité de C3, ainsi que sa réponse à des forces de compression et de cisaillement. L'Initiative  pour  la santé de la tête est financée par General Electric, la National Football League, le fabricant de vêtements de sport Under Armour et l'Institut national des normes et de la technologie. Il met  jusqu'à 20m $ à la disposition des scientifiques travaillant vers la compréhension et la prévention des lésions cérébrales.
    Theobald espère que le nouveau matériel  encouragera  les fabricants et les organismes de normalisation à  se concentrer sur l'amélioration de la capacité des casques pour protéger des forces de cisaillement. McShane dit que d'autres applications de matériaux d' inspiration  origami notamment des pare-chocs et des dispositifs de protection "déployables" qui pourraient rapidement s’expanser  lors de l'impact, tout comme le fait  l'airbag d'un véhicule.
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    MON COMMENTAIRE / Ayant fait la guerre d’Algérie  et porté les casques lourds d’ origine USA , j ai réalisé comme certains , a quels point  avec l’accident de MICHAEL SCHUMACHER , la technologie des casques avait encore des progrès à faire ….Voilà me suis-je dit , un pilote F1  donc habitué au port du casque  , qui minimise la protection du sien en lui imposant  une caméra , donc un point  de  compression et contrainte supplémentaire … J’approuve l’idée du casque air bag  pour moto







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    3/RESUME

    Plasmons call the tune in new graphene-based terahertz laser

    Tunable device could be used for security scanning and medical imaging

    Un nouveau type de laser   à semi-conducteur a été créé en utilisant les propriétés électroniques uniques du graphène. Conçu au Royaume-Uni par des chercheurs de l'Université de Manchester, le prototype fonctionne dans la bande terahertz et peut être facilement réglé au rayonnement de sortie à des longueurs d'onde spécifiques. L'équipe explique que sa recherche pourrait mener à la mise au point de dispositifs compacts pour une variété d'applications différentes, de l'analyse de la sécurité à l'imagerie médicale.
    Le rayonnement terahertz se situe entre les régions infrarouges et micro-ondes du spectre électromagnétique et présente  la propriété très utile de passer à travers les vêtements, emballages et autres matériaux communs. En conséquence, le rayonnement terahertz est très prometteur dans une large gamme d'applications, y compris la sécurité et la numérisation médicales, de médicaments et la détection des explosifs ainsi que les communications sans fil. Cependant, il a été prouvé être très difficile de créer des sources et de détecteurs de terahertz pratiques – donc  les applications ont été jusqu'à présent limitées.

    Un  rayonnement térahertz cohérent peut être créé en utilisant des lasers à cascade quantique, qui ont été inventés en 1994. Ces appareils contiennent de multiples puits quantiques avec des bandes d'énergie qui sont répartis en sous-bandes et mini bandes. Lorsqu'une tension de polarisation est appliquée au laser, une cascade de transitions inter sous bandes périodiques est établie. L'inversion nécessaire à effet laser térahertz de la population est alors réalisée par injection électrique
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     Mon commentaire  sera restreint  car j’en suis resté a l’usage des autres type de lasers  , je prevois des utilisations larges si sa cohérence  reste de bon niveau d 'énergie


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mardi 19 janvier 2016

19 janv 2016
  • LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /PHYSICS WORLD COM/ janvier 2015 :2ème partie

    Deux résumés et une traduction au programme d aujourd hui  ( trés interessant)
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    1/RESUME
    Est-ce que le «ramollissement» de  la glace  peut expliquer sa « glisse » ?

    Does the 'softening' of ice explain its slipperiness?

    New study suggests that a layer of disordered ice forms underneath a sliding object
    Un nouveau modèle de la glisse »  sur la  glace suggère qu’une couche de glace désordonnée se forme sous un objet glissant. Le modèle a été développé par Bo Persson chercheur  allemand  au Forschungszentrum Jülich, et il pourrait finalement trouver une application pratique en aidant à développer de meilleurs skis, ou encore  améliorer la situation  pour  les chaussures ou les pneus  en usage l’hiver.
    La glace  d’eau  est, contre intuitivement, pas intrinsèquement glissante. Et pourtant elle le  devient par la formation d'une mince couche d'eau de fonte sur sa surface. Cette eau liquide peut être créée soit par la chaleur de friction ou par une transition de phase appelée préfusion, laquelle  peut se produire à des températures inférieures au point de congélation de l'eau.
    Bien que  cette préfusion des surfaces de glace ait  été largement étudiée , son importance  dans la friction de la glace a longtemps été incertaine, explique Persson. Une partie du défi de l'étude du frottement de la glace réside dans le fait  que l'interface entre la glace et l'objet de glissement n’ est pas facilement accessible à des techniques analytiques  au niveau moléculaire.
    Le noyau de la nouvelle étude de Persson relie une description théorique de la  friction de la glace aux données expérimentales existantes. Le résultat est une loi  de contrainte de cisaillement qui peut expliquer la friction de la glace en termes de  vitesse de glissement et de température à travers un large éventail de valeurs. La contrainte de cisaillement est la pression interne dans un matériau qui se produit lorsque ce matériau est soumis à une force externe le long de sa surface. "Pour expliquer les données mesurées," Persson dit, "il faut supposer que la contrainte de cisaillement de friction dans la zone de contact réel (qui est très faible par rapport à la zone de contact apparent en raison de la rugosité de  la surface) diminue continuellement vers zéro lorsque la température du la glace dans la région de contact approche de la température de fusion en masse  ".

    Comme la fonte de la  glace est une transition de phase abrupte, cette diminution de la friction avec l'augmentation de la vitesse de glissement se produit plus lentement qu’il pouvait être prévu. Persson propose deux explications possibles. La première est que la chaleur de friction est  inégale et entraîne temporairement  dans une couche de l’ordre du  nanomètre d'épaisseur  un état mixte  mi- glace  mi eau fondue. En variante, il pourrait se  former  une couche restant  homogène, mais désordonnée  ( comme un verre)
    MON COMMENTAIRE /  Voilà typiquement l’objet d’une étude délicate  et qui pourrait se révéler utile sur le plan d’une optimisation technologique des matériaux  d’hiver , car peu de gens savent  que la rugosité vraie d’une glace d’eau    à température  bien plus basse que 0° C  , même si elle dépend de son processus de formation   reste très importante  ( car  la valeur de la chaleur latente de fusion de l’eau est importante )
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     2 :RESUME
    Elaboration  de nouveaux matériaux  grâce à une bonne pincée de physique statistique

    Recipe for new materials includes a good dash of statistical physics

    Physics-based algorithm could design computer memories, proteins and much more
    Une méthode de calcul nouvelle  pour prédire les propriétés d'une large gamme de matériaux  vient d’être  créée par des chercheurs américains. L'algorithme est basé sur les principes de la physique statistique,  et  dit l'équipe , qui  lui permet de simuler un plus large éventail de matériaux que les techniques existantes. D'autres, cependant, soulignent que la nouvelle méthode  n’est pas idéale lorsque les constituants matériels sont trop gros pour être décrits par la physique statistique, ou au contraire  si petits qu'un traitement par  de la mécanique quantique est nécessaire.
    Les modèles informatiques  actuels permettent aux scientifiques de prédire les propriétés des nouveaux matériaux avant qu'ils ne soient effectivement réalisés – afin d’économiser temps et argent dans le processus de recherche et développement. Cependant, ces modèles sont souvent spécifiques a un  projet de développement précis  et les algorithmes utilisés pour affiner les conceptions peut prendre un certain temps à élaborer. En conséquence, les scientifiques des sciences des  matériaux sont désireux de développer des algorithmes rapides qui peuvent simuler une large gamme de matériaux candidats.
    Dernièrement , les scientifiques de l'Université de Chicago et de l'Université Cornell ont créé un algorithme qui pourrait être utilisé pour concevoir un système qui peut être décrit par la physique statistique. Heinrich Jaeger de Chicago décrit la physique statistique  comme une recherche essayant de "décrire un nuage de   particules  de gaz en interaction sans en  décrire aucune ". A la place ,  la physique statistique décrit la probabilité de certaines configurations de ces  particules ,  suivant  un ensemble donné de paramètres, comme la température.
    L'algorithme de l'équipe répond à une question générale: étant donné un modèle physique statistique pour une collection de particules, comment faire  pour qu’ un objectif de conception spécifique soit réalisé en  laboratoire?
    Comme  exemple pratique, l'équipe a montré comment l'algorithme pourrait être utilisé pour concevoir la prochaine génération de lecteurs de disque dur avec une densité de données plus élevée. "Mettons que  vous avez besoin d'un téraoctet par pouce carré», dit Marc Miskin de Cornell. "Qu'est-ce que vous avez à faire pour obtenir  cette  densité de données? Pour réduire les choses, vous aurez besoin  d’un  espacement entre elles  de l'ordre de 7 nm." L'équipe a utilisé l'algorithme pour concevoir des polymères  et auto-assembler des nanomètres sur un substrat….Système basé sur un problème de conception sur lesquels ils avaient collaboré avec la société informatique HGST de stockage  de dispositif dans le passé. Ces polymères servent un pochoir sur lequel des composants électroniques peuvent ensuite être assemblés. Ceci est très différent des méthodes traditionnelles de construction de  microcircuits tels que la lithographie par faisceau optique ou électronique, qui "écrivent" circuits sur un substrat et ne peut pas bien atteindre un tel espacement
    La nouvelle approche se distingue des autres algorithmes de conception populaires dans le domaine, telles que la stratégie de la matrice de covariance de l'évolution de l'adaptation (CMA-ES) ou la méthode de Monte Carlo, car ceux-ci ne tiennent pas compte de la physique du système et optimisent   en utilisant des techniques numériques. "Voilà la force de notre algorithme," dit Miskin. "Vous pouvez résoudre la tâche [de nombreux problèmes], et il le fait d'une manière  qui utilise  la physique." En outre, l'équipe a constaté que le nouvel algorithme pourrait résoudre certains problèmes de conception beaucoup plus rapidement  que par  les méthodes CMA-ES ou Monte Carlo.

    Parce que l'algorithme est basé sur la physique statistique générique, Miskin dit qu'il pourrait être utilisé pour concevoir plusieurs types de matériaux. Par exemple, l'algorithme pourrait concevoir des protéines ou d'autres molécules biologiques  pour que l'auto-assemblage  se fasse  dans  une forme prédéterminée
        MON COMMENTAIRE / Bien que je n’ignore pas que la mode actuelle  est de fourrer des algorithmes partout  , j’imagine que  Ludwig  Boltzmann   qui est considéré comme le père  ( malheureux ;il s’est suicidé…)de la physique statistique  aurait été très heureux de cet usage !. Validant l’hypothèse de Démocrite selon laquelle « la matière peut être considérée comme un ensemble d'entités indivisibles », Boltzmann, à l'aide de son équation cinétique , a théorisé de nombreuses équations de mécanique des fluides.  Malheureusement  , s’il a réussi  son coup pour les gaz  ,  dans de tas d’autres exemples  (  tous les problèmes  de tas « granulaires »)   sa méthode   nous lâche …Et les méthodes en , « boite noire » de MONTE CARLO restent utiles .J ‘attends pour voir sur quelle piste cet usage  se développera    , pour l’instant  je n’y vois qu’un exercice  nouveau   de maths applicables !
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    3/traduction
    Un   concept du démon de Maxwell Autonome affiche sa puissance

    Autonomous Maxwell's demon displays chilling power

    Experiment shows how information can be used to run a refrigerator!
    Un «démon de Maxwell» qui fonctionne sans contrôle externe  vient d’être  créé par les physiciens en Finlande. Le dispositif sépare les électrons en fonction de leur énergie et empêche les électrons de haute énergie partants  de parvenir à un transistor - refroidissant ainsi le transistor. Le processus se produit sans l'échange direct de chaleur entre le démon et le transistor et utilise les informations sur les énergies des électrons. Comme  le démon ne viole pas les lois de la thermodynamique, il met en évidence le rôle que joue l'information dans la thermodynamique et pourrait avoir des applications pratiques dans le refroidissement des circuits électroniques.
    Maxwell décrit pour la première  fois son démon en 1867. Il a imaginé un «être fini" qui pourrait exploiter une petite porte dans un mur divisant une chambre en deux moitiés. Dans un premier temps, les deux moitiés sont remplies d'un gaz à une température uniforme, ce qui signifie que les molécules dans le gaz ont EN FAIT  des vitesses distribués sur une valeur moyenne. En ouvrant et fermant la porte juste aux  bons moments, le démon trie les molécules de telle sorte que celles qui  se déplacent plus rapidement remplissent le côté gauche de la chambre, par exemple, et  les plus lents à  la droite. Dans le processus, il transfère la chaleur d'un gaz froid (les molécules lentes) à un plus chaud .Mais alors si la porte est sans friction, cela  semble contrevenir à la deuxième loi de la thermodynamique.
    Les Informations sur la position et la vitesse de chaque molécule  sont la clé de la réussite du démon et l'expérience de pensée a depuis été utilisée  pour explorer le rôle que joue l'information dans la thermodynamique. En 2010, Shoichi Toyabe de l'Université de Chuo à Tokyo et ses collègues ont constaté qu'une particule de polystyrène  à l’échelle du micron immergée  dans un gaz pourrait être déplacée lentement en place d'un "escalier en colimaçon" électrique - donc gagner de l'énergie potentielle - à la suite de collisions aléatoires avec les molécules de gaz . Cela a impliqué pour   les chercheurs de placer l'équivalent électrique de barrières  à placer juste  aux  bons moments pour empêcher la particule de retomber plus bas  dans les escaliers
    C’était  la première fois que des scientifiques avaient à quantifier la mesure selon  laquelle l'information peut être convertie en énergie; l'ascension de la particule ne nécessitant aucun apport d'énergie directe, mais comptant plutôt sur des informations sur sa position fluctuante. Cette information, cependant, fournie par une caméra vidéo et traitée en utilisant un logiciel d'analyse d'image, a été analysée et sollicitée à partir de l'extérieur du système au microscope. En d'autres termes, le démon de Maxwell n'a pas agi de manière autonome.
    Dans leur dernier travail  , Jonne Koski, Jukka Pekola, et ses collègues de l'Université d'Aalto en Finlande ont plutôt présenté  un démon qui agit sans contrôle externe. Le dispositif est constitué d'un transistor à électron unique formé en reliant une îlot de cuivre d’un  micron  de long à deux fils de cuivre par l'intermédiaire de jonctions à effet tunnel, et  qui est lié à une boîte de cuivre minuscule. La boîte agit comme le démon et contient initialement un seul électron générant  un gradient de potentiel  et à travers lequel un électron entrant  dans le transistor doit monter (voir figure). Dès qu’un électron atteint l'île,  la charge  change , ce qui provoque la sortie   de la boite . Si  la  répulsion mutuelle des particules se  réduit, le premier électron se retrouve piégé sur l'île et puis ensuite  sort .
    Étant donné que seuls les électrons avec une énergie minimale peuvent  atteindre l'île, seuls  les électrons les plus énergétiques au sein d'un courant circulant à travers le transistor seront  ainsi  siphonnés. Le démon  refroidit donc le transistor, et réduit ainsi son entropie, même  s’il  n'y a pas d'échange de chaleur direct entre lui  et le transistor. Ce qui a été échangé à la place, dit Pekola, est l'information - via l'interaction de Coulomb  entre les électrons
    Les chercheurs ont  ensuite surveillé leur appareil en plaçant des thermomètres à l'entrée et la sortie  du transistor et également sur un fil connecté au démon. Comme prévu, ils ont constaté que le transistor était  refroidi tandis que le démon était  chauffé. Ils ont également établi que près de quatre millions d’ électrons  etaientdéplacés à travers le système à chaque seconde. «Dans les expériences précédentes, le démon est composée d'appareils de mesure macroscopiques, ce qui signifiait qu'il n'y avait pas moyen de connaitre  le flux d'énergie à l'intérieur," dit Pekola. "Mais ici, nous pouvons regarder la thermodynamique du démon lui-même."
    Le dispositif est décrit dans Physical Review Letters et dans un commentaire d'accompagnement, Sebastian Deffner de Los Alamos National Laboratory aux États-Unis affirme que l'équipe finlandaise a fait de  la version autonome du démon de Maxwell »une réalité physique». Le nouveau dispositif, dit-il, "est entièrement d'accord avec notre intuition simple - à savoir que l'information peut être utilisée pour extraire plus de travail que apparemment autorisé par les formulations originales de la deuxième loi [de la thermodynamique]". Il ajoute: "Cela ne signifie pas que cette  deuxième loi est cassable, mais plutôt que les physiciens ont besoin de trouver un moyen de la  formuler soigneusement pour décrire des situations spécifiques."
    Selon Pekola, le travail n'a pas d'applications pratiques immédiates, mais il dit que l'échange d'informations entre le transistor et  le démon pourrait à l'avenir permettre à la chaleur de se  canaliser loin de composants critiques ( a ce titre)au sein de circuits électroniques.
    Pekola et ses collègues  tournent maintenant leur attention sur le régime quantique, établir comment des concepts tels que la chaleur et la variation d’énergie   lorsque les électrons ne "sautent  plus de haut en bas la colline", comme il le dit, mais se présentent plutôt sous  des superpositions quantiques. Pour ce faire, ils ont l'intention d'utiliser une puce contenant des supraconducteurs plutôt que des éléments métalliques normaux.
    A propos de l'auteur/Edwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome
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    MON COMMENTAIRE / Bien qu il  ne soit pas entrédans la controverse   qui a affligé  BOLTZMANN , Maxwell  a  imaginé l’ expérience de pensée  du démon  en 1871, pour suggérer que la seconde loi de la thermodynamique n'était vraie que de manière statistique…On a discutaillé ferme pendant prés de 100 ans à ce sujet  … Un nouveau tournant a eu  lieu en 1961, quand Rolf Landauer — suivi de Charles Bennett — ont mis  en évidence l'importance de la mémorisation de l'information et  la nécessité d'effacer cette mémoire pour réaliser un cycle thermodynamique complet. L'effacement de la mémoire ayant un coût en entropie, cela rétablit le second principe de la thermodynamique. Mais on y travaille encore   car figurez-vous que l’intrication quantique  tourne elle aussi autour du  même questionnement !  Existe  t-il un démon de nature subquantique   mais qui reste lui paralysé par la borne de  TSIRELSON  (2√2/4) et non par le deuxième principe …. Je trouve le dispositif à cliquet des auteurs très intéressant !
     Voici ce qu’écrit ASGHAR  dans le forum anglais : » To write a "bit" of information or to delete it needs ideally an energy of kT ln2= O.O172 eV is needed at 20°C = 293.15 K, but in reality it costs many million times more for a computer
     A SUIVRE
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lundi 18 janvier 2016

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /PHYSICS WORLD COM / JANVIER 2016 -1 ere partie

  
Il est nécessaire de revenir à la réalité du travail expérimental  du physicien  et je vous le propose en ce début d’ année   avec  un résumé et une  traduction  copieuse
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1 :RESUME
 Je ne vous ai ni traduit ni résumé  le début du premier article car nous n’avons que faire de la modification survenue dans le haut  état-major du CERN/GENEVE ….Que la directrice générale soit maintenant une italienne  , FABIOLA GIANOTTI   et le directeur des recherches Eckhard Elsen devra vous suffire ! Vous vous doutez bien qu’ ils ont choisi des physiciens   déjà depuis longtemps  dans la boutique !
Je n’ai gardé que la traduction de ce qui m’intéresse  scientifiquement, c’est à dire, les quelques indications sur les tendances du programme à venir
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-«  Elsen déclare  que le CERN est "proche de l'achèvement pour savoir  comment financer" HL-LHC, ajoutant que cela coûterait environ 500 M € pour ATLAS et CMS, tandis que le prix à payer pour les autres expériences tournera  autour de 60 M €. Bordry est d’ accord avec Elsen  sur le fait que HL-LHC reste une grande priorité pour le laboratoire. "Nous  en avons maintenant tous les plans», dit-il. "Nous devons donc mettre  tout en œuvre."
 Les administrateurs du CERN sont aussi intéressés à ce qui va venir après  LHC. Bordry souligne deux études,  dirigées par le CERN, pour les collisionneurs de particules futures qui remplaceraient le LHC. "Le rôle de directeur est un rôle de stratégie», a dit Bordry. «Mon rôle est de préparer l'avenir du CERN et la physique des particules."
Le premier  design est le Collisionneur linéaire compact (CLIC), qui  cognerait  électrons et positrons ensemble à 3 TeV. Contrairement aux  protons - qui sont faits de quarks - électrons et  positrons sont des particules fondamentales, ce qui signifie que leurs collisions produisent beaucoup moins de particules indésirables. En conséquence, un tel collisionneur pourrait être utilisé pour effectuer des mesures de haute précision  sur le  boson de  Higgs ainsi que sur  d'autres particules que le LHC peut trouver dans le futur. La construction du CLIC pourrait commencer dans les années 2030 lorsque le LHC s’arrêtera.
L'autre est un collisionneur circulaire , une  machine à proton-proton beaucoup plus ambitieuxse qui pourrait fonctionner à 100 TeV pour  rechercher de nouvelles particules. Un tel collisionneur aurait une circonférence de 80 à 100 km, ce qui  le rendrait  beaucoup plus grand que les 27 km LHC actuels . Bordry choisit  de garder ses options ouvertes en termes de développement de nouvelles technologies. "Nous devons aussi regarder comment les plasmas pourraient être utilisés pour conduire un faisceau de protons," dit-il.
A propos de l'auteur/Michael Banks est rédacteur de nouvelles de Physics World
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 MON COMMENTAIRE :Le battage fait l’an dernier sur le boson de HIGGS  ne doit pas dissimuler   que l’on espérait  ( surtout du côté américain ) des indices d’apercevoir des  particules supersymetriques  …Or on n’ a rien vu sauf quelques  associations de quarks  nouvelles   et je ne parierai pas mon  vieux chapeau sur l’importance des découvertes faites cette année à plus forte énergie de chocs ……Surtout dans le domaine expliquant la »matière noire » !Alors ce qu’ il adviendra du CERN  dans quinze ou vingt  ans me semble plus du ressort des ministres des Finances  des pays qui le subventionnent !
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2 : TRADUCTION  : «  DU BORE  , STRUCTURĖ A LA MODE DU GRAPHENE » clament les chercheurs !

Graphene-like boron made for the first time, claim researchers

Just one-atom thick, "borophene" has quirky electronic and mechanical properties
Les premiers  films  de bore qui  présenteraient  un seul atome d'épaisseur viennent d etre produits par une équipe de chercheurs de plusieurs instituts aux États-Unis. Une étude préliminaire de  cette matière ultra-mince appelé "borophene" suggère qu'elle afficherait  une variété de propriétés fascinantes et potentiellement utiles, y compris  celles d’une  conductivité  dirigée .Cependant, contrairement  au graphène - qui comprend une couche unique d'atomes de carbone - les films de bore ne  sont pas autoportante et sont fixés  sur  substrat métallique.
Depuis que  le graphène a été isolé pour la première fois  en 2004, les physiciens ont été surpris par ses propriétés extraordinaires, allant d’une  très haute conductance à  une très haute résistance mécanique. Ce «matériau miracle» a également inspiré les chercheurs pour essayer de rendre des  films minces atomiquement autonome d’autres matériaux,, et  aussi d'explorer leurs propriétés.
Le bore est un des éléments les plus fascinants de la table périodique: il est très réactif, en formant deux et trois centres de liaison  très forts et très délocalisés qui ne sont pas vraiment ni  ionique, ni covalent ou métallique. Le bore  dispose de 16 structures cristallines connues  (ou allotropiques), mais jusqu'à récemment, il n'y avait pas de forme 2D connues. Prédire ce à  quoi  une telle structure pouvait ressembler était difficile parce que, contrairement  au carbone, qui forme  déjà des couches 2D dans le graphite, le bore n'a pas de formes allotropiques en  couches.
En 2007 Hui Tang et Sohrab Ismail-Beigi à l'Université Yale ont proposé deux  configurations 2D possible, les structures monocouches autonomes regroupant des réseaux de liaison hexagonales avec les postes vacants périodiques. Puis en 2014 Lai-Sheng Wang de l'Université Brown et ses collègues ont découvert une nanoparticule comprenant 36 atomes de bore qui pourraient former une section de l'une des feuilles (appelées l'α-feuille). Toutefois, dans le même mois, Artem Oganov et ses collègues de l'Université de Stony Brook ont ​​conclu qu'une telle feuille serait très instable. Des progrès ont été réalisés l'année dernière lorsque les chercheurs en Chine trouvent qu'une structure de seulement deux atomes d'épaisseur a été produit avec  un mélange de bore et d'oxyde de bore chauffé à 1100 ° C et passé sur un substrat de cuivre.
Aujourdhui l'équipe Stony Brook a uni ses forces avec des physiciens à Argonne National Laboratory et à l'Université Northwestern pour  créer et caractériser deux différentes  formes  de  structures de bore qui auraient  à la fois l’ épaisseur d'un atome – et seraient  inédites. Ils l'ont fait par le dépôt d'atomes de bore sur un substrat d'argent à des températures allant de 450 à 700 ° C. Une structure est décrite comme une phase homogène métastable et l'autre, comme  une phase stable ondulée avec  "rayures". Andrew Mannix Northwestern explique que ces deux nouvelles structures sont différentes des films ultra-minces de bore qui ont déjà été créés par d'autres équipes. Cec iparce que les films précédents sont des  analogues 2D de phases 3D qui ne sont pas vraiment  de nouvelles structures
L'équipe a travaillé sur les structures atomiques des nouvelles phases en utilisant diverses techniques d'analyse telles que la microscopie à effet tunnel et la diffraction d'électrons. Cela a impliqué  de se joindre avec le groupe Stony Brook et en utilisant leur algorithme de prédiction de structure  pour  conclure que la phase rayée stable devrait comprendre un treillis ondulé rectangulaire d'atomes de bore. Cette information a ensuite été utilisée pour calculer  à quelle structure ce balayage à effet tunnel et microscopie électronique des données de diffraction pourrait ressembler. Les données expérimentales étaient compatibles avec ces calculs, conduisant les chercheurs à conclure que leur structure prédite est en effet correcte
En combinant ses données expérimentales limitées avec la théorie, l'équipe prédit que la structure pourrait avoir des propriétés intéressantes. Ceux-ci comprennent une conductivité électrique qui dépend de la direction du flux de courant. La matière semble être un métal selon la direction des bandes, alors qu'il présente des signes d'une largeur de bande interdite de semi-conducteur comme courant circulant à travers pour les bandes. Une anisotropie similaire est prévue dans les propriétés mécaniques, avec le matériau étant deux fois plus rigide (et plus rigide que le graphène) le long des bandes comme il est dans les rayures.
Les films étudiés par l'équipe restaient fixés sur le substrat d'argent et une question clé est de savoir si oui  ou non la structure  en monocouche peut être  rendue  autoportante. Oganov est sceptique: " Il ya des miracles  qui se produisent, et peut-être du bore libre ainsi  sera  l'un d'eux, mais je  peux avoir des doutes." Il ajoute: «[ne pas être libre ainsi ] est un inconvénient évident, mais ça apporte aussi des avantages très clairs: le graphène reste  graphène si vous en   mettez sur une surface ou une autre , mais en choisissant le substrat approprié vous pourriez régler l'état électronique. de bore 2D ... Vous pourriez créer ainsi  un tout nouveau monde de Bore 2D "
Lai-Sheng Wang est impressionné. «Je pense que ce sont certainement des résultats très crédibles», dit-il. «Je ne vois pas vraiment une faiblesse." Il ajoute, cependant, que «Pour une monocouche isolée, la structure la plus stable est   celle avec les postes vacants hexagonaux . Il n'y a pas de vacance hexagonale dans ces structures mais je pense qu’avec  les conditions appropriées ça  peut être formé."
En effet, en Septembre i à 2015 Boris Yakobson et ses collègues de l'Université de Rice au Texas ont prédit qu’une structure contenant ces postes vacants serait formeé sur l'argent. Travaillant indépendamment, Kehui Wu et ses collègues de l'Institut de Physique de Pékin affirment maintenant, dans une prépublication arXiv sur, avoir détecté la structure de Yakobson expérimentalement.
La recherche est publiée dans Science.  Voici les références
“REPORT:Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs
Andrew J. Mannix1,2, Xiang-Feng Zhou3,4, Brian Kiraly1,2, Joshua D. Wood2, Diego Alducin5, Benjamin D. Myers2,6, Xiaolong Liu7, Brandon L. Fisher1, Ulises Santiago5, Jeffrey R. Guest1, Miguel Jose Yacaman5, Arturo Ponce5, Artem R. Oganov8,9,3,*, Mark C. Hersam2,7,10,*, Nathan P. Guisinger1,*
A propos de l'auteur :Tim Wogan est un écrivain de science basée au Royaume-Uni
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  MON COMMENTAIRE /Il ne doit pas y avoir  un seul de mes lecteurs  , ayant eu le privilège comme moi  , d’avoir effectué son doctorat  avec JEAN CUEILLERON   , professeur à la  FACULTE DES SCIENCES DE LYON   et spécialiste   de l’obtention du bore  élémentaire .Le voir en borax ,  borates ou en boranes  est courant  mais c’est  très rare sous forme de bore pur…. C’est une poudre de couleur brune  ou noire si on réussit à la rendre massive 
 Compte tenu de sa trivalence  il est aisé  de  dessiner  un schéma /2D  de type :
 B –B—B –B et d y intercaler juste  en dessous , entre les milieux des liaisons  atome - atome une autre chaine de même  type . vous obtenez deux rails d’atomes décalés … Les résultats sont donc très plausibles mais si la monocouche est tributaire  d’un support métallique cela change les utilisations éventuelles, surement très intéressantes
 A suivre
  




jeudi 14 janvier 2016

LE POUVOIR DE L' IMAGINAIRE (449)

  
J’ai bien des choses à vous raconter sur le nucléaire  , l’après COP 21, les malheurs actuels des énergéticiens du  carbone fossile  et diverses remarques  me parvenant par JEAN MARC JANCOVICI ……Mais il se trouve  que je rencontre un certain plaisir  à revenir sur  les interrogations que nous posent  l’Espace  et les lois plus ou moins cachées  du Réel ….Alors laissons aller encore  à nous questionner  ,et à rêvasser  mon fils CHRISS et moi !!( je l’appelle presque tous les soirs  à  PRINCETON !)
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-« Puisque  tu ne me trouves pas encore  d’autres  sortes de  « ressorts »   pour régénérer   des cycles ou des rebonds  pour de  grands ou petits  univers  , je vais croire que tu veux fermer le sujet  PAPA  ,non ?
-« OH  CHRISS  , nous sommes  dans un modeste  petit blog de  banlieue  , et qui n’a nullement la prétention d’initier les gens à  suivre  des forums prestigieux  du type  «PHYSICS WORLD COM » ou « NATURE.COM.BLOGS » ou «  Passeurdesciences.blog.lemonde.fr/ et se risquer à s’opposer à des  universitaires prestigieux voire NOBEL  …..Contentons-nous de rester à hauteur des pâquerettes  et  à essayer de répondre  à des questions simples ….Et si tu me demandes encore  comment faire pour ramasser  toutes les vibrations  épuisées , toutes les énergies dispersées  ,  toutes les ondes amorties d’ un univers expirant  au bout de 10^10^75 ans  , je ne peux que te renvoyer  aux références  déjà  données    et très contestées pour certaines…Le modèle du grand  rebond n'a pour l'instant été modélisé que pour un univers théorique ne contenant que de la matière et aucun rayonnement, or ce dernier a été  semble-t-il présenté  comme  le composant principal de l'univers à ses débuts. Patrick Peter a toutefois affirmé en octobre 2009 être en train d'intégrer le rayonnement à la théorie …..Ma foi je n’en vois pas la couleur !
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.Non !Partons ailleurs   et venons en pour en finir  aux dernières nouvelles  sur  les  Condensats de  BOSE-EINSTEIN  (BEC)  si prisés par   le modèle OSCAR ….
-«  AH OUI ? Ce sont ces trucs quantiques mystérieux où les particules y perdent toute  leur individualité !Ils  se comportent comme s’ils  ne faisaient  plus qu’une seule méga  particule géante !. Mais pour qu’une assemblée de bosons présente une telle condensation, il est nécessaire que ces particules interagissent, c’est-à-dire que leur longueur d’onde de de Broglie soit supérieure à la distance entre particules. Ce critère est satisfait à une température d’autant plus élevée que la particule est légère. Tu ne vas me dire PAPA  que tu vois là-dedans un mécanisme capable  d’agglomérer  toutes  tes miettes  de fer  éparpillées sur des années-lumière   de distances ….. ???
-«  Non   CHRISS ! ce qui me turlupine  c’est  les très  basses températures  de ces «  bidules »  et la nécessité    avec d’en revenir  à des condensats multiples et   plus que «  bouillants » au contraire !
-« Mais PAPA ,pourquoi t’embêter avec les BEC !!!! Avec les cailloux et les poussières  de l’Espace  , les  nébuleuses  planétaires ou les proto  systèmes de formation stellaire  te font «  fondre » tout çà par des condensations gravitationnelles  plus classiques  et allument après  leurs étoiles !PAS DE PROBLEME –
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Pour en terminer  avec les interprétations de ces vies  successives d’univers repassant ou non par des phases chaudes dont il ne nous reste que les reliques d’un rayonnement fossile  qui lui est mesuré  sous toutes les coutures  ,et réinterprété par des théories plus ou moins opposées (Pour cela, il n'y a qu'une altemative : soit une expansion accélérée comme celle de l'inflation d’ANDREI  LINDE  , soit une contraction décélérée comme avant le rebond  MARTIN BOJOWALD )… J’ai essayé de suivre  les dernières  conclusions de la mission  satellite  PLANCK  ….. On en  attendait énormement de choses   et il a fallu beaucoup de temps pour en tirer tout ce qu’ on espérait en tirer …..Patrick PETER en espérait un résultat net et tranchant entre inflation et rebond   et non pas un jugement de SALOMON .. ce n’est pas le cas semble-t-il
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 VOICI pour ceux de mes lecteurs qui  suivaient  la publication des résultats de  PLANCK  le respect du  texte  c est le  copier-coller :
« Le modèle de concordance est confirmé, mais des changements significatifs dans la répartition des constituants sont nécessaires. Quant à la géométrie, l’espace est plus plat que jamais !
Ce que contient notre univers, précisément :
Le modèle de concordance décrit toujours correctement toutes les observations du rayonnement fossile, mais à condition de mettre plus de matière et moins d’énergie noire (ou constante cosmologique). La quantité de matière ordinaire et de matière noire doit être augmentée de 10% par rapport aux estimations précédentes.
Les résultats obtenus avec le rayonnement fossile, en utilisant les données du satellite Planck, sont très robustes. En effet, l’utilisation conjointes des données sur les ondes de matière dans l’univers récent (BAO pour oscillations acoustiques baryoniques) n’affecte que marginalement la répartition de l’énergie aujourd’hui sous ses diverses formes. C’est un argument majeur en faveur de la validité du modèle pour décrire l’évolution des structures tout au long de l’histoire de notre univers.
Le modèle utilisé ici est le modèle de concordance qui suppose un espace plat. Si on recommence l’exercice d’ajustements des paramètres cosmologiques en ajoutant un paramètre de courbure, on constate que notre espace doit être justement plat (ce qui n'a rien à voir avec sa forme mais signifie que sa géométrie est euclidienne). L’hypothèse est précisément vérifiée puisqu'on mesure un paramètre de courbure compris entre -0.01 et +0.01.
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  a suivre