SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT / LA TEMPERATURE DES OCEANS AUGMENTE

 

Ocean temperatures are off the charts, and El Niño is only partly to blame

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Les températures de l'océan sont hors des cartes et El Niño n'est qu'en partie responsable

par Hayley Smith

PHOTO/Crédit : domaine public Unsplash/CC0

Dans un monde où les extrêmes climatiques s'aggravent, une seule ligne rouge a attiré l'attention de nombreuses personnes.

La ligne, qui trace les températures de surface de la mer dans l'océan Atlantique Nord, est devenue virale au cours du week-end pour son affichage surprenant d'un réchauffement sans précédent - près de 2 degrés (1,09 Celsius) au-dessus de la moyenne remontant à 1982, la première année avec des données comparables.

Les températures de l'océan sont si anormalement élevées qu'Eliot Jacobson, un professeur de mathématiques à la retraite qui a créé le graphique à l'aide des données de la National Oceanic and Atmospheric Administration, a dû "augmenter la limite supérieure sur l'axe des ordonnées", a-t-il déclaré.

"Je fais ça depuis longtemps, mais celui-ci était comme, 'Oh mon Dieu, regarde ça'", a déclaré Jacobson à propos du graphique. "Qu'est-ce qui se passe ici?"

Lui et d'autres chercheurs ont déclaré que plusieurs facteurs pourraient contribuer au réchauffement hors des cartes, qui se produit parallèlement à d'autres problèmes climatiques, notamment des incendies de forêt record au Canada, une diminution rapide de la banquise en Antarctique et des températures exceptionnellement chaudes dans de nombreuses régions. du monde, sans compter la Californie du Sud.

Sous-jacent à tout, il y a le changement climatique causé par l'homme, a déclaré Daniel Swain, climatologue à l'UCLA.

Mais en plus de cela, il y a une poignée d'autres facteurs potentiels, y compris l'arrivée précoce d'El Niño ; la récente éruption du volcan Hunga Tonga ; de nouvelles réglementations autour des émissions d'aérosols soufrés ou encore une pénurie de poussières sahariennes.

"L'Atlantique Nord est extrêmement chaud en ce moment", a déclaré Swain lors d'un briefing lundi. "Il n'y a jamais eu de jour dans l'histoire observée où l'ensemble de l'Atlantique Nord a été aussi chaud qu'il l'est actuellement, à n'importe quel moment de l'année."

Presque tout le bassin atlantique connaît une chaleur anormale, y compris la mer d'Irminger au sud-est du Groenland, la mer Méditerranée occidentale et les tropiques "de l'Afrique au moins aux Caraïbes", a déclaré Gregory Johnson, océanographe au Pacific Marine de la NOAA. Laboratoire environnemental.

"Nous sommes définitivement en territoire record", a déclaré Johnson.

Et ce n'est pas seulement l'Atlantique, car les températures mondiales à la surface de la mer atteignent également de nouveaux sommets, selon les données de la NOAA.

De tels événements de réchauffement peuvent avoir des conséquences considérables, notamment en déclenchant des proliférations d'algues, en blanchissant les coraux et en affectant négativement la pêche et d'autres écosystèmes, a déclaré Johnson.

Les vagues de chaleur marines peuvent également fournir plus d'énergie pour les cyclones tropicaux et plus d'humidité pour les rivières atmosphériques et les inondations. Et un océan plus chaud a tendance à s'étendre, ce qui peut entraîner une élévation du niveau de la mer et la fonte des calottes glaciaires.

"Cela fait partie d'une tendance à long terme", a déclaré Johnson. "Si les gaz à effet de serre continuent de s'accumuler dans l'atmosphère, nous allons continuer à battre des records en termes de températures moyennes mondiales, que ce soit la température de surface de la mer, ou la mer et la terre, ou la terre seule. Je pense que cela a de gros impacts, et c'est quelque chose auquel nous devons prêter attention."

L'arrivée récente d'El Niño, un modèle climatique dans le Pacifique tropical et un moteur majeur des modèles météorologiques à travers le monde, pourrait être en partie responsable, ont déclaré Johnson et d'autres. Alors que son homologue, La Niña, a apporté de l'eau plus fraîche à la surface de l'océan, El Niño est généralement lié à des températures mondiales plus chaudes et se traduit souvent par des océans plus chauds.

La NOAA a récemment déclaré qu'il y a 84 % de chances qu'El Niño en développement soit d'intensité modérée, et 56 % de chances qu'il devienne un événement fort à son apogée plus tard cette année.

Pendant ce temps, l'Organisation météorologique mondiale prédit qu'au moins une des cinq prochaines années - et la période de cinq ans dans son ensemble - sera la plus chaude jamais enregistrée sur Terre en raison du réchauffement climatique et d'El Niño.

Mais El Niño n'explique pas entièrement la hausse soudaine des températures des océans. Un autre facteur potentiel pourrait être la récente éruption d'un volcan sous-marin aux Tonga, a déclaré Swain.

Le volcan, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, est entré en éruption sous l'océan en janvier 2022 et a projeté des quantités record de vapeur d'eau jusqu'à la stratosphère. Et parce que la vapeur d'eau agit comme un gaz à effet de serre piégeant la chaleur, les chercheurs ont déclaré que l'éruption pourrait entraîner un réchauffement 

"Nous avons maintenant un événement volcanique naturel qui, de manière quelque peu étonnante, entraîne probablement une fenêtre supplémentaire à court terme de réchauffement climatique", a déclaré Swain. "Cela s'ajoute au réchauffement d'origine humaine que nous constatons déjà, ce qui explique peut-être en partie pourquoi nous constatons actuellement un tel pic de certaines températures océaniques mondiales et des températures atmosphériques mondiales."

Pendant ce temps, un changement majeur dans la réglementation concernant la teneur en soufre des carburants de transport pourrait également être à l'origine du pic de réchauffement, selon Swain et Jacobson.

La réglementation, ordonnée par l'Organisation maritime internationale en 2020, a réduit la limite supérieure de soufre dans les carburants de 3,5 % à 0,5 % dans le but d'obtenir un air plus pur dans les ports et les zones côtières.

Cependant, le changement peut avoir eu une conséquence inattendue car les aérosols sulfatés peuvent refléter la lumière du soleil loin de la terre, "obscurcissant efficacement la surface de la planète", a écrit Jacobson dans un article sur son site Web.

"En nettoyant les carburants des navires, de vastes régions des océans du monde qui étaient protégées du réchauffement par les aérosols de sulfate de transport connaissent maintenant un réchauffement rapide", a-t-il déclaré, y compris de nombreuses routes maritimes principales où le réchauffement se produit.

Swain a partagé une hypothèse similaire, notant que bien que le transport maritime mondial soit largement revenu aux niveaux de référence après avoir diminué pendant la pandémie de COVID-19, il reste une énorme baisse des émissions de soufre.

"On suppose que cela fait partie de la raison pour laquelle nous assistons actuellement à des températures océaniques et atmosphériques mondiales record", a-t-il déclaré.

"Maintenant que nous avons éliminé au moins une partie importante de cet effet de compensation, nous avons peut-être découvert de manière quelque peu involontaire une composante supplémentaire de ce réchauffement", a-t-il ajouté.

Michael Mann, professeur de sciences de la Terre et de l'environnement à l'Université de Pennsylvanie, a déclaré que même si les aérosols sulfatés peuvent influencer l'Atlantique Nord, il ne pense pas que le récent changement de réglementation soit à l'origine du pic de température actuel.

Au lieu de cela, a-t-il dit, un manque de poussière saharienne - peut-être lié à l'affaiblissement des alizés dû à l'essor d'El Niño - pourrait avoir un impact sur les températures à court terme. La poussière a normalement un effet refroidissant sur la zone, et l'absence de poussière "aide probablement à expliquer l'anomalie observée".

"La principale cause du réchauffement que nous observons actuellement est un événement El Niño qui s'ajoute au réchauffement global causé par l'homme", a déclaré Mann.

Fait intéressant, l'une des rares régions à ne pas connaître de chaleur inhabituelle en ce moment est le sud de la Californie, qui a été exceptionnellement frais et nuageux pendant plusieurs mois.

Bien que cela puisse être une réponse à El Niño, il pourrait également être provoqué par les mêmes vagues persistantes qui contribuent aux incendies de forêt au Canada, à la chaleur record en Europe occidentale et en Asie du Sud-Est et aux inondations dans certaines parties de la Méditerranée, a déclaré Swain. .

Bien que préoccupantes, les conditions ne sont pas "complètement hors du champ gauche" sur la base des tendances au réchauffement climatique, a déclaré Swain.

"La tendance à long terme ne va pas s'arrêter, et nous progressons vers des océans beaucoup plus chauds et un climat beaucoup plus chaud, et il n'y a toujours pas eu beaucoup d'élan pour s'en éloigner", a-t-il déclaré. . "Nous avançons toujours dans une direction assez alarmante, dans l'ensemble, en ce qui concerne le réchauffement."

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COMMENTAIRES

El Niño affecte-t-il l'Europe ?

Pendant les hivers  de El Nino, le nord de l'Europe peut être plus froid et plus sec, le sud de l'Europe recevant plus de pluie - parce que le courant-jet fluctue ,;les étés  de El Nino au Royaume-Uni peuvent être plus chauds et plus secs. Les étés de La Nina sont souvent plus humides  ...Exposés de manière plus générale   les é vénements 

El Nino   rentrent  dans la catégorie  des  phénomènes aléatoires  qui dans le futur vont augmenter de fréquence  ( et alimenteront  le catastrophisme ambiant actue!!)

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Earth in hot water? Worries over sudden ocean warming spike

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT / CHASSEZ LE SIMPLE ...IL REVIENT AU GALOP !!!!

  Editors' notes

Sharpening Occam's Razor: A new p

rspective on structure and complexity

 

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Affûter le rasoir d'Occam : une nouvelle perspective sur la structure et la complexité

par l'Université de Californie - Santa Barbara

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

En science, l'explication avec le moins d'hypothèses est la plus susceptible d'être vraie. Appelé "rasoir d'Occam", ce principe a guidé la théorie et l'expérimentation pendant des siècles. Mais comment comparer des concepts abstraits ?

Dans un nouvel article, des philosophes de l'UC Santa Barbara et de l'UC Irvine expliquent comment peser la complexité des théories scientifiques en comparant leurs mathématiques sous-jacentes. Ils visent à caractériser la quantité de structure d'une théorie à l'aide de la symétrie - ou les aspects d'un objet qui restent les mêmes lorsque d'autres modifications sont apportées.

Après de longues discussions, les auteurs doutent finalement que la symétrie fournira le cadre dont ils ont besoin. Cependant, ils découvrent pourquoi c'est un excellent guide pour comprendre la structure. Leur article paraît dans la revue Synthèse.

"Les théories scientifiques ne portent pas souvent leur interprétation sur leurs manches, il peut donc être difficile de dire exactement ce qu'elles vous disent sur le monde", a déclaré l'auteur principal Thomas Barrett, professeur agrégé au département de philosophie de l'UC Santa Barbara. "Surtout les théories modernes. Elles deviennent de plus en plus mathématiques au fil des siècles." Comprendre la quantité de structure dans différentes théories peut nous aider à donner un sens à ce qu'elles disent, et même nous donner des raisons de préférer l'une à l'autre.

La structure peut également nous aider à reconnaître quand deux idées sont vraiment la même théorie, juste dans des vêtements différents. Par exemple, au début du XXe siècle, Werner Heisenberg et Erwin Schrödinger ont formulé deux théories distinctes de la mécanique quantique. "Et ils détestaient les théories de l'autre", a déclaré Barrett. Schrödinger a fait valoir que la théorie de son collègue "manquait de visualisabilité". Pendant ce temps, Heisenberg a trouvé la théorie de Schrödinger "répugnante" et a affirmé que "ce que Schrödinger écrit sur la visualisabilité [...] est de la merde".

Mais alors que les deux concepts semblaient radicalement différents, ils faisaient en fait les mêmes prédictions. Environ une décennie plus tard, leur collègue John von Neumann a démontré que les formulations étaient mathématiquement équivalentes.

Pommes et oranges

Une façon courante d'examiner un objet mathématique consiste à examiner ses symétries. L'idée est que les objets plus symétriques ont des structures plus simples. Par exemple, comparez un cercle - qui a une infinité de symétries de rotation et de réflexion - à une flèche, qui n'en a qu'une. En ce sens, le cercle est plus simple que la flèche et nécessite moins de mathématiques pour être décrit.

Les auteurs étendent cette rubrique à des mathématiques plus abstraites utilisant des automorphismes. Ces fonctions comparent différentes parties d'un objet qui sont, dans un certain sens, "identiques" les unes aux autres. Les automorphismes nous donnent une heuristique pour mesurer la structure de différentes théories : les théories plus complexes ont moins d'automorphismes.

En 2012, deux philosophes ont proposé un moyen de comparer la complexité structurelle de différentes théories. Un objet mathématique X a au moins autant de structure qu'un autre, Y, si et seulement si les automorphismes de X sont un sous-ensemble de ceux de Y. Considérons à nouveau le cercle. Maintenant, comparez-le à un cercle à moitié rouge. Le cercle ombré n'a plus que certaines des symétries qu'il avait auparavant, en raison de la structure supplémentaire qui a été ajoutée au système.

C'était un bon essai, mais cela reposait trop sur les objets ayant le même type de symétries. Cela fonctionne bien pour les formes, mais s'effondre pour les mathématiques plus compliquées.

Isaac Wilhelm, de l'Université nationale de Singapour, a tenté de fixer cette sensibilité. Nous devrions pouvoir comparer différents types de groupes de symétrie tant que nous pouvons trouver une correspondance entre eux qui préserve le cadre interne de chacun. Par exemple, l'étiquetage d'un plan établit une correspondance entre une image et un bâtiment qui préserve l'aménagement intérieur du bâtiment.

Le changement nous permet de comparer les structures de théories mathématiques très différentes, mais il crache également des réponses incorrectes. "Malheureusement, Wilhelm est allé trop loin là-bas", a déclaré Barrett. "Pas n'importe quelle correspondance fera l'affaire."

Dans leur récent article, Barrett et ses co-auteurs, JB Manchak et James Weatherall, ont tenté de sauver les progrès de leur collègue en restreignant le type de symétries, ou automorphismes, qu'ils envisageraient. Peut-être que seule une correspondance qui découle des objets sous-jacents (par exemple le cercle et la flèche), et non leurs groupes de symétrie, est casher.

Malheureusement, cette tentative a également échoué. En fait, il semble que l'utilisation de symétries pour comparer des structures mathématiques soit vouée à l'échec par principe. Considérez une forme asymétrique. Une tache d'encre, peut-être. Eh bien, il y a plus d'une tache d'encre dans le monde, qui sont toutes complètement asymétriques et complètement différentes les unes des autres. Mais, ils ont tous le même groupe de symétrie - à savoir aucun - donc tous ces systèmes classent les taches d'encre comme ayant la même complexité même si certaines sont beaucoup plus désordonnées que d'autres.

Cet exemple de tache d'encre révèle que nous ne pouvons pas tout dire sur la complexité structurelle d'un objet simplement en regardant ses symétries. Comme Barrett l'a expliqué, le nombre de symétries qu'un objet admet atteint son maximum à zéro. Mais il n'y a pas de plafond correspondant à la quantité de complexité qu'un objet peut avoir. Cette inadéquation crée l'illusion d'une limite supérieure pour la complexité structurelle.

Et là, les auteurs exposent le vrai problème. Le concept de symétrie est puissant pour décrire la structure. Cependant, il ne capture pas suffisamment d'informations sur un objet mathématique - et la théorie scientifique qu'il représente - pour permettre une comparaison approfondie de la complexité. La recherche d'un système capable de faire cela continuera à occuper les chercheurs.

Une lueur d'espoir

Bien que la symétrie ne fournisse peut-être pas la solution espérée par les auteurs, ils découvrent une idée clé : les symétries touchent aux concepts dont un objet est naturellement et organiquement équipé. De cette façon, ils peuvent être utilisés pour comparer les structures de différentes théories et systèmes. "Cette idée vous donne une explication intuitive de la raison pour laquelle les symétries sont un bon guide pour la structure", a déclaré Barrett. Les auteurs écrivent que cette idée mérite d'être conservée, même si les philosophes doivent abandonner l'utilisation des automorphismes pour comparer la structure.

Heureusement, les automorphismes ne sont pas le seul type de symétrie en mathématiques. Par exemple, au lieu de regarder uniquement les symétries globales, nous pouvons regarder les symétries des régions locales et les comparer également. Barrett étudie actuellement où cela mènera et travaille à décrire ce que signifie définir une structure par rapport à une autre.

Bien que la clarté nous échappe encore, cet article donne un but aux philosophes. Nous ne savons pas où nous en sommes dans cette difficile ascension vers le sommet de la compréhension. La route à parcourir est enveloppée de brume et il n'y a peut-être même pas de sommet à atteindre. Mais la symétrie fournit une prise pour ancrer nos cordes pendant que nous continuons à grimper.

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COMMENTAIRES 

Le rasoir d'Occam, en termes simples, déclare : "la solution la plus simple est presque toujours la meilleure". C'est un principe de résolution de problèmes selon lequel la simplicité vaut mieux que la complexité. Nommée d'après le logicien et théologien du XIVe siècle Guillaume d'Ockham, cette théorie a aidé de nombreux grands penseurs pendant des siècles.

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More information: Thomas William Barrett et al, On automorphism criteria for comparing amounts of mathematical structure, Synthese (2023). DOI: 10.1007/s11229-023-04186-3

Provided by University of California - Santa Barbara 

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Global symmetry found to be not completely necessary for the protection of topological boundary states

QCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT ./ TESTS POUR LA GRAVITE QUANTIQUE

 

Unveiling quantum gravity: New results from IceCube and Fermi data

aDévoilement de la gravité quantique : Nouveaux résultats des données IceCube et Fermi

par l'Université de Bergen

PHOTO/Illustration du télescope spatial Fermi à rayons gamma. Crédit : 

NASA/Fermi et Aurore Simonnet, Sonoma State University

Dans une étude publiée dans Nature Astronomy, une équipe de chercheurs de l'Université de Naples "Federico II", de l'Université de Wroclaw et de l'Université de Bergen a examiné un modèle de propagation des particules à gravité quantique dans lequel la vitesse des particules ultrarelativistes diminue avec énergie montante.

Cet effet devrait être extrêmement faible, proportionnel au rapport entre l'énergie des particules et l'échelle de Planck, mais lors de l'observation de sources astrophysiques très éloignées, il peut s'accumuler à des niveaux observables.

L'enquête a utilisé des sursauts gamma observés par le télescope Fermi et des neutrinos à ultra-haute énergie détectés par l'observatoire de neutrinos IceCube, testant l'hypothèse selon laquelle certains neutrinos et certains sursauts gamma pourraient avoir une origine commune mais sont observés à des moments différents comme en raison de la réduction de la vitesse dépendante de l'énergie.

"En combinant les données d'IceCube et de Fermi, nous avons trouvé des preuves préliminaires à l'appui des modèles de gravité quantique qui prédisent cet effet. Cela marque une étape importante dans le domaine de la recherche sur la gravité quantique puisque c'est la première fois qu'un tel niveau de statistiques soutenant la gravité quantique des preuves sont trouvées », déclare l'auteur correspondant, le professeur Giovanni Amelino-Camelia de l'Université de Naples, au nom de l'équipe.

"Bien que ces découvertes soient préliminaires, elles fournissent une base solide pour d'autres investigations détaillées alors que nous continuons à collecter des données de nos télescopes à rayons gamma et à neutrinos. Même si les données futures ne devaient pas confirmer cet effet, nos découvertes fourniraient toujours des limites strictes sur les paramètres de modèles pertinents, ce qui représenterait déjà une étape rare et notable pour la recherche en gravitation quantique », ajoute Amelino-Camelia.

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COMMENTAIRES

Pour les lecteurs non scientifiques je rappelle  que les théories  de la gravité quantique  visent à reconcilier  mécanique quantique et  gravité-relativité  ...Les auteurs sont  l 'americain LEE SMOLIN  et l'italo -français CARLO ROVELLI  (loop quantum gravity)et  bien entendu  tout test  est bon a prendre pour pouvoir vérifier ces théories ;la difficulté est de surmonter  les problèmes  de mesures et de réunir des conditions statistiques suffisanres  .....

XXMore information: Giovanni Amelino-Camelia et al, Could quantum gravity slow down neutrinos?, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01993-z. www.nature.com/articles/s41550-023-01993-z

Journal information: Nature Astronomy 

Provided by University of BergXXXXXXXXXXXXXXXX

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT /LEAU TERRESTRE ....ET LE SEL !!!!

 

Pass the salt: This space rock holds clu

es as to how Earth got its water

A

Passez le sel : cette roche spatiale contient des indices sur la façon dont la Terre a obtenu son eau

par Daniel Stolte, Université d'Arizona

PHOTOL'astéroïde Itokawa vu par le vaisseau spatial Hayabusa. L'astéroïde de type S en forme d'arachide mesure environ 1 100 pieds de diamètre et effectue une rotation toutes les 12 heures. 1 crédit

Le chlorure de sodium, mieux connu sous le nom de sel de table, n'est pas exactement le type de minéral qui capte l'imagination des scientifiques. Cependant, une poignée de minuscules cristaux de sel découverts dans un échantillon d'un astéroïde excitent les chercheurs du laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona, car ces cristaux ne peuvent s'être formés qu'en présence d'eau liquide.

Encore plus intrigant, selon l'équipe de recherche, est le fait que l'échantillon provient d'un astéroïde de type S, une catégorie connue pour manquer principalement de minéraux hydratés (aquifères). La découverte suggère fortement qu'une grande population d'astéroïdes traversant le système solaire pourrait ne pas être aussi sèche qu'on le pensait auparavant. La découverte, publiée dans Nature Astronomy, donne un nouvel élan à l'hypothèse selon laquelle la plupart sinon la totalité de l'eau sur Terre pourrait être arrivée par le biais d'astéroïdes au cours de l'enfance tumultueuse de la planète.

Zega et l'auteur principal de l'étude, Shaofan Che, chercheur postdoctoral au Lunar and Planetary Laboratory, ont effectué une analyse détaillée d'échantillons prélevés sur l'astéroïde Itokawa en 2005 par la mission japonaise Hayabusa et amenés sur Terre en 2010.

L'étude est la première à prouver que les cristaux de sel sont originaires du corps parent de l'astéroïde, excluant toute possibilité qu'ils se soient formés à la suite d'une contamination après que l'échantillon ait atteint la Terre, une question qui avait tourmenté les études précédentes qui avaient trouvé du chlorure de sodium dans les météorites. d'origine similaire.

"Les grains ressemblent exactement à ce que vous verriez si vous preniez du sel de table à la maison et que vous le placiez sous un microscope électronique", a déclaré Tom Zega, auteur principal de l'étude et professeur de sciences planétaires au UArizona Lunar and Planetary Laboratory. "Ce sont de beaux cristaux carrés. C'était drôle aussi, parce que nous avons eu de nombreuses conversations de groupe animées à leur sujet, parce que c'était tellement irréel."

Zega a déclaré que les échantillons représentent un type de roche extraterrestre connue sous le nom de chondrite ordinaire. Dérivé des astéroïdes dits de type S comme Itokawa, ce type représente environ 87% des météorites collectées sur Terre. Très peu d'entre eux contiennent des minéraux co"On a longtemps pensé que les chondrites ordinaires étaient une source d'eau improbable sur Terre", a déclaré Zega, directeur de l'installation d'imagerie et de caractérisation des matériaux de Kuiper au Lunar and Planetary Laboratory. "Notre découverte du chlorure de sodium nous indique que cette population d'astéroïdes pourrait contenir beaucoup plus d'eau que nous ne le pensions."

Aujourd'hui, les scientifiques s'accordent largement à dire que la Terre, ainsi que d'autres planètes rocheuses telles que Vénus et Mars, se sont formées dans la région intérieure du nuage tourbillonnant de gaz et de poussière autour du jeune soleil, connu sous le nom de nébuleuse solaire, où les températures étaient très élevées. - trop élevé pour que la vapeur d'eau se condense à partir du gaz, selon le Che.

"En d'autres termes, l'eau ici sur Terre devait être acheminée depuis les confins de la nébuleuse solaire, où les températures étaient beaucoup plus froides et permettaient à l'eau d'exister, très probablement sous forme de glace", a déclaré le Che. "Le scénario le plus probable est que des comètes ou un autre type d'astéroïde connu sous le nom d'astéroïdes de type C, qui résidaient plus loin dans la nébuleuse solaire, migrent vers l'intérieur et livrent leur cargaison aqueuse en impactant la jeune Terre."

La découverte que l'eau aurait pu être présente dans les chondrites ordinaires, et donc provenir de beaucoup plus près du soleil que leurs parents "plus humides", a des implications pour tout scénario tentant d'expliquer l'apport d'eau à la Terre primitive.

L'échantillon utilisé dans l'étude est une minuscule particule de poussière d'environ 150 micromètres, soit environ deux fois le diamètre d'un cheveu humain, à partir de laquelle l'équipe a coupé une petite section d'environ 5 microns de large - juste assez grande pour couvrir une seule cellule de levure - pour l'analyse.

En utilisant diverses techniques, Che a pu exclure que le chlorure de sodium soit le résultat d'une contamination provenant de sources telles que la sueur humaine, le processus de préparation des échantillons ou l'exposition à l'humidité du laboratoire.

Au laboratoire, Che et Zega ont intégré la particule de poussière de l'astéroïde Itokawa dans de la résine époxy pour la préparer à une coupe fine. L'échelle indique 200 micromètres, soit environ la largeur de deux ou trois cheveux humains placés côte à côte. Crédit : Shaofan Che et Tom Zega / Université de l'Arizona

Parce que l'échantillon avait été stocké pendant cinq ans, l'équipe a pris des photos avant et après et les a comparées. Les photos ont montré que la distribution des grains de chlorure de sodium à l'intérieur de l'échantillon n'avait pas changé, excluant la possibilité que l'un des grains se soit déposé dans l'échantillon pendant cette période. De plus, Che a réalisé une expérience de contrôle en traitant un ensemble d'échantillons de roches terrestres de la même manière que l'échantillon d'Itokawa et en les examinant au microscope électronique.

"Les échantillons terrestres ne contenaient pas de chlorure de sodium, ce qui nous a convaincus que le sel de notre échantillon est originaire de l'astéroïde Itokawa", a-t-il déclaré. "Nous avons exclu toute source possible de contamination."

ntenant de l'

Zega a déclaré que des tonnes de matière extraterrestre pleuvaient sur Terre chaque jour, mais que la majeure partie brûlait dans l'atmosphère et n'atteignait jamais la surface.

"Vous avez besoin d'un rocher suffisamment gros pour survivre à l'entrée et fournir cette eau", a-t-il déclaré.

Des travaux antérieurs dans les années 1990 dirigés par feu Michael Drake, ancien directeur du Lunar and Planetary Lab, ont proposé un mécanisme par lequel les molécules d'eau du système solaire primitif pourraient être piégées dans des minéraux d'astéroïdes et même survivre à un impact sur la Terre.

"Ces études suggèrent que l'eau de plusieurs océans pourrait être acheminée uniquement par ce mécanisme", a déclaré Zega. "S'il s'avère maintenant que les astéroïdes les plus courants peuvent être beaucoup plus" humides "que nous ne le pensions, cela rendra l'hypothèse de l'apport d'eau par les astéroïdes encore plus plausible."

Les chercheurs ont utilisé un couteau en diamant pour trancher l'époxy et exposer une section à l'intérieur de la particule de poussière, vue ici au microscope électronique. Crédit : Shaofan Che et Tom Zega / Université de l'Arizona

Itokawa est un astéroïde proche de la Terre en forme d'arachide d'environ 2 000 pieds de long et 750 pieds de diamètre, et on pense qu'il s'est détaché d'un corps parent beaucoup plus grand. Selon Che et Zega, il est concevable que de l'eau gelée et du chlorure d'hydrogène gelé aient pu s'y accumuler, et que la désintégration naturelle des éléments radioactifs et les bombardements fréquents par des météorites au cours des premiers jours du système solaire aient pu fournir suffisamment de chaleur pour soutenir les processus hydrothermaux impliquant eau liquide. En fin de compte, le corps parent aurait succombé au martèlement et se serait fragmenté en fragments plus petits, conduisant à la formation d'Itokawa.

"Une fois que ces ingrédients se sont réunis pour former des astéroïdes, il est possible que de l'eau liquide se forme", a déclaré Zega. "Et une fois que vous avez formé des liquides, vous pouvez les considérer comme occupant des cavités dans l'astéroïde et potentiellement faire de la chimie de l'eau."

Cependant, les preuves indiquant que les cristaux de sel de l'échantillon d'Itokawa sont là depuis le début du système solaire ne s'arrêtent pas là. Les chercheurs ont trouvé une veine de plagioclase, un minéral de silicate riche en sodium, traversant l'échantillon, enrichi en chlorure de sodium.

"Lorsque nous voyons de telles veines d'altération dans des échantillons terrestres, nous savons qu'elles se sont formées par altération aqueuse, ce qui signifie que cela doit impliquer de l'eau", a déclaré le Che. "Le fait que nous voyons cette texture associée au sodium et au chlore est une autre preuve solide que cela s'est produit sur l'astéroïde alors que l'eau coulait à travers

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COMMENTAIRES

Certaines hypothéses  me semblent tres interessantes  ;par exemple  celle  de la migration  de l eau depuis l exterieur  de la proto nebuleuse solaire ;pour  d autres je ne sduis pas assez mineralogiste  pour me permettre de les juger 

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More information: Shaofan Che et al, Hydrothermal fluid activity on asteroid Itokawa, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02012-x

Journal information: Nature Astronomy 

Provided by University of Arizona 

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Organic materials essential for life on Earth are found for the first time on the surface of an asteroid

SCIENCES ENERGIES ETC / PROGRAMME DE TRADUCTIONS

 

1/

Pass the salt: This space rock holds clues as to how Earth got its water

2/

Photosynthesis starts with a single photon, study shows

3/

 Editors' notes

Unveiling quantum gravity: New results from IceCube and Fermi data

4/

JUNE 15, 2023 REPORT

 Editors' notes

Old, ultra-faint and metal-poor star cluster discovered

5/

Sharpening Occam's Razor: A new perspective on structure and complexity

6/

or a billion years of Earth's history our days were only 19 hours long, finds new study

7/

For experimental physicists, quantum frustration leads to fundamental discovery

8/ Editors' notes

We've pumped so much groundwater that we've nudged the Earth's spin, says new study

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT .LES DECOUVERTES DE LA MISSION WEBB

 

Webb Space Telescope detects universe's most distant complex organic molecules

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Le télescope spatial Webb détecte les molécules organiques complexes les plus éloignées de l'univers

par Lois Yoksoulian, Université de l'Illinois à Urbana-Champaign

PHOTO/Les astronomes utilisant le télescope Webb ont découvert des preuves de molécules organiques complexes dans une galaxie à plus de 12 milliards d'années-lumière. La galaxie s'aligne presque parfaitement avec une deuxième galaxie à seulement 3 milliards d'années-lumière de notre point de vue sur Terre. Dans cette image Webb en fausses couleurs, la galaxie de premier plan est représentée en bleu, tandis que la galaxie d'arrière-plan est rouge. Les molécules organiques sont surlignées en orange. Crédit : J. Spilker / S. Doyle, NASA, ESA, ASC

Des chercheurs ont détecté des molécules organiques complexes dans une galaxie à plus de 12 milliards d'années-lumière de la Terre, la galaxie la plus éloignée dans laquelle on sait maintenant que ces molécules existent. Grâce aux capacités du télescope spatial James Webb récemment lancé et aux analyses minutieuses de l'équipe de recherche, une nouvelle étude donne un aperçu critique des interactions chimiques complexes qui se produisent dans les premières galaxies de l'univers primitif.

Joaquin Vieira, professeur d'astronomie et de physique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, et l'étudiant diplômé Kedar Phadke ont collaboré avec des chercheurs de la Texas A&M University et une équipe internationale de scientifiques pour différencier les signaux infrarouges générés par certains des grains de poussière les plus massifs et les plus gros de la galaxie et celles des molécules d'hydrocarbures nouvellement observées.

Les résultats de l'étude sont publiés dans la revue Nature.

"Ce projet a commencé alors que j'étais à l'université pour étudier des galaxies difficiles à détecter et très lointaines obscurcies par la poussière", a déclaré Vieira. "Les grains de poussière absorbent et réémettent environ la moitié du rayonnement stellaire produit dans l'univers, rendant la lumière infrarouge des objets distants extrêmement faible ou indétectable par les télescopes au sol."

Dans la nouvelle étude, le JWST a reçu un coup de pouce de ce que les chercheurs appellent "la loupe de la nature" - un phénomène appelé lentille gravitationnelle. "Ce grossissement se produit lorsque deux galaxies sont presque parfaitement alignées du point de vue de la Terre, et la lumière de la galaxie d'arrière-plan est déformée et agrandie par la galaxie de premier plan en une forme annulaire, connue sous le nom d'anneau d'Einstein", a déclaré Vieira.

L'équipe a concentré le JWST sur SPT0418-47, un objet découvert à l'aide du télescope du pôle Sud de la National Science Foundation et précédemment identifié comme une galaxie obscurcie par la poussière agrandie d'un facteur d'environ 30 à 35 par lentille gravitationnelle. SPT0418-47 se trouve à 12 milliards d'années-lumière de la Terre, ce qui correspond à une époque où l'univers avait moins de 1,5 milliard d'années, soit environ 10 % de son âge actuel, ont déclaré les chercheurs.

"Avant d'avoir accès à la puissance combinée de la lentille gravitationnelle et du JWST, nous ne pouvions ni voir ni résoudre spatialement la galaxie d'arrière-plan réelle à travers toute la poussière", a déclaré Vieira.

Les données spectroscopiques du JWST suggèrent que le gaz interstellaire obscurci dans SPT0418-47 est enrichi en éléments lourds, indiquant que des générations d'étoiles ont déjà vécu et sont mortes. Le composé spécifique que les chercheurs ont détecté est un type de molécule appelée hydrocarbure aromatique polycyclique, ou HAP. Sur Terre, ces molécules se retrouvent dans les gaz d'échappement produits par les moteurs à combustion ou les feux de forêts. Composées de chaînes de carbone, ces molécules organiques sont considérées comme les éléments de base des premières formes de vie, ont déclaré les chercheurs.

"Ce que cette recherche nous dit en ce moment - et nous apprenons encore - c'est que nous pouvons voir toutes les régions où se trouvent ces petits grains de poussière - des régions que nous n'aurions jamais pu voir avant le JWST", a déclaré Phadke. "Les nouvelles données spectroscopiques nous permettent d'observer la composition atomique et moléculaire de la galaxie, fournissant des informations très importantes sur la formation des galaxies, leur cycle de vie et leur évolution."

"Nous ne nous attendions pas à cela", a déclaré Vieira. "La détection de ces molécules organiques complexes à une si grande distance change la donne en ce qui concerne les observations futures. Ce travail n'est que la première étape, et nous apprenons à peine à l'utiliser et à découvrir ses capacités. Nous sommes très heureux de voir comment cela se joue."

"C'est extrêmement cool que les galaxies que j'ai découvertes en écrivant ma thèse soient un jour observées par le JWST", a déclaré Vieira. "Je suis reconnaissant aux contribuables américains, à la NSF et à la NASA d'avoir financé et soutenu à la fois le SPT et le JWST. Sans ces instruments, cette découverte n'aurait jamais pu être ma

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COMMENTAIRES

1./Il n'est pas anodin de rappeler ici que le lancement de ce superbe instrument, développé par la NASA pendant de longues années, avec la participation de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Agence spatiale canadienne (ASC), a été effectué par un lanceur français Ariane 5, depuis la base de Kourou, en Guyane ..

2/Mais surtour   les mage  infra rougesde l'instrument Miri à bord du t James Webb proviennent  de  l'instrument Miri, auquel le CEA a fortement contribué sous l'égide du CNES!!

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More information: Justin Spilker, Spatial variations in aromatic hydrocarbon emission in a dust-rich galaxy, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05998-6. www.nature.com/articles/s41586-023-05998-6

Journal information: Nature 

Provided by University of Illinois at Urbana-Champaign 

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SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENY/ VERS L ORDINATEUR ACOUSTIQUE ??????

 

Researchers 'split' phonons in step toward new type of quantum computer

aDes chercheurs "divisent" les phonons en vue d'un nouveau type d'ordinateur quantique

par l'Université de Chicago

PHOTO/Vue d'artiste d'une plate-forme de calcul quantique mécanique linéaire (LMQC). L'élément transparent central est un séparateur de faisceau de phonons. Les billes bleues et rouges représentent des phonons individuels, qui sont les mouvements mécaniques collectifs de quadrillions d'atomes. Ces mouvements mécaniques peuvent être visualisés comme des ondes acoustiques de surface entrant dans le séparateur de faisceau depuis des directions opposées. L'interférence à deux phonons au niveau du séparateur de faisceau est au cœur du LMQC. Les phonons de sortie émergeant de l'image sont dans un état à deux phonons, avec un phonon "bleu" et un phonon "rouge" regroupés. 1 crédit

Lorsque nous écoutons notre chanson préférée, ce qui ressemble à une onde musicale continue est en fait transmis sous forme de minuscules paquets de particules quantiques appelées phonons.

Les lois de la mécanique quantique soutiennent que les particules quantiques sont fondamentalement indivisibles et ne peuvent donc pas être divisées, mais des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de l'Université de Chicago étudient ce qui se passe lorsque vous essayez de diviser un phonon.

Dans deux expériences, les premières du genre, une équipe dirigée par le professeur Andrew Cleland a utilisé un appareil appelé séparateur de faisceau acoustique pour "séparer" les phonons et ainsi démontrer leurs propriétés quantiques. En montrant que le séparateur de faisceau peut être utilisé à la fois pour induire un état de superposition quantique spécial pour un phonon et pour créer davantage d'interférences entre deux phonons, l'équipe de recherche a franchi les premières étapes critiques vers la création d'un nouveau type d'ordinateur quantique.

Les résultats sont publiés dans la revue Science et s'appuient sur des années de travaux révolutionnaires sur les phonons par l'équipe de Pritzker Molecular Engineering.

"Diviser" un phonon en une superposition

Dans les expériences, les chercheurs ont utilisé des phonons dont la hauteur tonale est environ un million de fois supérieure à celle que l'on peut entendre avec l'oreille humaine. Auparavant, Cleland et son équipe ont découvert comment créer et détecter des phonons uniques et ont été les premiers à enchevêtrer deux phonons.

Pour démontrer les capacités quantiques de ces phonons, l'équipe - y compris l'étudiant diplômé de Cleland, Hong Qiao - a créé un séparateur de faisceau qui peut diviser un faisceau de son en deux, en transmettant la moitié et en réfléchissant l'autre moitié vers sa source (les séparateurs de faisceau existent déjà pour la lumière et ont été utilisé pour démontrer les capacités quantiques des photons). L'ensemble du système, y compris deux qubits pour générer et détecter des phonons, fonctionne à des températures extrêmement basses et utilise des phonons d'ondes acoustiques de surface individuels, qui se déplacent à la surface d'un matériau, dans ce cas le niobate de lithium.

Cependant, la physique quantique dit qu'un seul phonon est indivisible. Ainsi, lorsque l'équipe a envoyé un seul phonon au séparateur de faisceau, au lieu de se séparer, (diviser)il est entré dans une superposition quantique, un état où le phonon est à la fois réfléchi et transmis en même temps. L'observation (la mesure) du phonon provoque l'effondrement de cet état quantique dans l'une des deux sorties.

L'équipe a trouvé un moyen de maintenir cet état de superposition en capturant le phonon en deux qubits. Un qubit est l'unité d'information de base en informatique quantique. Un seul qubit capture réellement le phonon, mais les chercheurs ne peuvent pas dire quel qubit avant la post-mesure. En d'autres termes, la superposition quantique est transférée du phonon aux deux qubits. Les chercheurs ont mesuré cette superposition de deux qubits, fournissant "une preuve de référence que le séparateur de faisceau crée un état intriqué quantique", a déclaré CleDans la deuxième expérience, l'équipe voulait montrer un effet quantique fondamental supplémentaire qui avait été démontré pour la première fois avec des photons dans les années 1980. Maintenant connu sous le nom d'effet Hong-Ou-Mandel, lorsque deux photons identiques sont envoyés de directions opposées dans un séparateur de faisceau en même temps, les sorties superposées interfèrent de sorte que les deux photons se retrouvent toujours voyageant ensemble, dans l'une ou l'autre direction de sortie.

Il est important de noter que la même chose s'est produite lorsque l'équipe a fait l'expérience avec les phonons : la sortie superposée signifie qu'un seul des deux qubits détecteurs capte les phonons, allant dans un sens mais pas dans l'autre. Bien que les qubits n'aient la capacité de capturer qu'un seul phonon à la fois, et non deux, le qubit placé dans la direction opposée n'"entend" jamais un phonon, ce qui prouve que les deux phonons vont dans la même direction. Ce phénomène est appelé interférence à deux phonons.

Faire entrer des phonons dans ces états intriqués quantiques est un saut beaucoup plus important que de le faire avec des photons. Les phonons utilisés ici, bien qu'indivisibles, nécessitent toujours des  foules ,des quadrillions d'atomes travaillant ensemble de manière mécanique quantique. Et si la mécanique quantique ne régit la physique que dans le plus petit domaine, elle soulève des questions quant à savoir où ce domaine se termine et où commence la physique classique ; cette expérience sonde davantage cette transition.

"Ces atomes doivent tous se comporter de manière cohérente pour soutenir ce que la mécanique quantique dit qu'ils devraient faire", a déclaré Cleland. "C'est assez incroyable. Les aspects bizarres de la mécanique quantique ne sont pas limités par leur taille."

Création d'un nouvel ordinateur quantique mécanique linéaire

La puissance des ordinateurs quantiques réside dans "l'étrangeté" du domaine quantique. En exploitant les étranges pouvoirs quantiques de superposition et d'intrication, les chercheurs espèrent résoudre des problèmes auparavant insolubles. Une approche pour y parvenir consiste à utiliser des photons, dans ce qu'on appelle un "ordinateur quantique optique linéaire".

Un ordinateur quantique mécanique linéaire – qui utiliserait des phonons au lieu de photons – pourrait lui-même avoir la capacité de calculer de nouveaux types de calculs. "Le succès de l'expérience d'interférence à deux phonons est la dernière pièce montrant que les phonons sont équivalents aux photons", a déclaré Cleland. "Le résultat confirme que nous avons la technologie dont nous avons besoin pour construire un ordinateur quantique à mécanique linéaire."

Contrairement à l'informatique quantique optique linéaire basée sur les photons, la plate-forme de l'Université de Chicago intègre directement les phonons aux qubits. Cela signifie que les phonons pourraient en outre faire partie d'un ordinateur quantique hybride qui combine le meilleur des ordinateurs quantiques linéaires avec la puissance des ordinateurs quantiques basés sur des qubits.

L'étape suivante consiste à créer une porte logique - une partie essentielle de l'informatique - à l'aide de phonons, sur laquelle Cleland et son équipe mènent actuellement des recherches.

D'autres auteurs sur le papier incluent É. Dumur, G. Andersson, H. Yan, M.-H. Chou, J. Grebel, C.R. Conner, Y.J. Joshi, J.M. Miller, R.G. Povey et X. Wu.

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COMMENTAIRE

Belles performances  que celle  d utiliser l 'acoustique  et d y retrouver  quantisme et intrcation .BRAVO !

Pour lecteurs non scientifique ;

1/Qu'est-ce que la théorie quantique du phonons ?

Un phonon est la description en mécanique quantique d'un mouvement vibratoire élémentaire  de la matière dans lequel un réseau d'atomes ou de molécules oscille uniformément à une seule fréquence. En mécanique classique, cela est désigné comme un mode normal de vibration.

Et pour  les autres lecteurs avertis ;

2Quel est le dernier ordinateur quantique  photons?

Le processeur Eagle est le processeur quantique le plus récent et le plus puissant d'IBM

3/Quel est le meilleur ordinateur quantique au monde ?

Avec la puissance de 433 qubits, l'Osprey d'IBM est de loin le processeur quantique le plus avancé au monde.

4/Quel est l'ordinateur quantique le plus avancé ? Le Condor d'IBM sra le premier ordinateur quantique universel au monde avec plus de 1 000 qubits et  devrait faire ses débuts en 2023

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More information: H. Qiao et al, Splitting phonons: Building a platform for linear mechanical quantum computing, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adg8715. www.science.org/doi/10.1126/science.adg8715

Journal information: Science 

Provided by University of Chicago 

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