Une étude, dont les résultats intitulés «Ab initio calculation of the neutron-proton mass difference» ont été publiés dans la revue Science et sont disponibles sur arxiv.org, a permis de rendre compte, par le calcul, de la différence de masse entre le proton et le neutron qui est légèrement plus lourd que le proton: ainsi, cet écart de 0,14 % de la masse du neutron, a été retrouvé grâce à une précision sur chacune des deux masses des nucléons, prises individuellement, 150 fois supérieure à celle obtenue dans une évaluation présentée en 2008.

Pour parvenir à cette performance, les algorithmes mathématiques des calculs numériques ont été améliorés et une nouvelle génération de superordinateurs a été utilisée. Comme en 2008, il a été fait appel aux équations de la chromodynamique quantique (ou QCD, pour quantum chromodynamic) et, plus particulièrement, à la théorie de la QCD sur réseau (Lattice QCD).

En outre, il a fallu aussi «tenir compte de la masse d’origine électromagnétique prédite par l’électrodynamique quantique (la QED, pour quantum electrodynamics en anglais) et associée à la charge des quarks» sachant que «leur masse ne contribue à celles des protons et des neutrons que pour environ 1 %», le reste résultant «essentiellement de l’énergie cinétique et des gluons échangés entre les quarks, les analogues des photons pour la force nucléaire forte».

Une étude, dont les résultats intitulés «MuSK Frizzled-Like Domain Is Critical for Mammalian Neuromuscular Junction Formation and Maintenance» ont été publiés dans la revue The Journal of Neuroscience, a permis de mettre en évidence l'effet bénéfique d'un composé pharmacologique sur un groupe d'affections génétiques à l'origine de myasthénies congénitales (des dysfonctionnements du muscle), des maladies rares touchant de 1 à 2 individus pour 500 000.

Les syndromes myasthéniques congénitaux (SMC), qui «débutent habituellement dans la période néonatale, mais parfois plus tardivement au cours de l'enfance, de l'adolescence, voire à l'âge adulte», se caractérisent «par le dysfonctionnement de la transmission neuromusculaire».

L'étude ici présentée a montré l'effet bénéfique du chlorure de lithium (LiCl), déjà connu «dans le traitement de certaines maladies du système nerveux central, telles que la dépression et le syndrome bipolaire», qui s'est traduit par la diminution de la faiblesse et de la fatigabilité musculaire chez «une souris transgénique modèle d'étude de la pathologie».

Plus précisément, le produit, qui a été injecté «une fois par jour dans le péritoine des souris», a restauré «en grande partie la structure altérée des synapses, ces structures qui permettent la transmission de l'information entre les cellules nerveuses» en inhibant «une enzyme appelée 'GSK3' dans le muscle, ce qui permet de rétablir le déficit moteur causé par la maladie».

La prochaine étape de cette recherche est «la généralisation de ces résultats sur d'autres modèles des myasthénies congénitales» combinée «à l'ajustement du dosage et de la durée du traitement», un essai clinique «pour tester l'efficacité du LiCl et d'autres inhibiteurs de l'enzyme GSK3» étant envisagé d'ici deux à trois ans.

Une étude, dont les résultats intitulés «Saturn’s fast spin determined from its gravitational field and oblateness» ont été publiés dans la revue Nature, a permis, grâce à une nouvelle méthode de calcul de la période de rotation de Saturne, de mieux appréhender la dynamique de cette planète.

Si «mesurer la vitesse de rotation de la Terre ou de Mars est facile» car «les déplacements de la surface solide de ces planètes rocheuses sont visibles», en raison de l'épaisse couche de nuages, il est impossible de choisir un point fixe «à la surface d'une planète gazeuse (comme Saturne ou Jupiter)».

De ce fait, d'autres moyens sont employés pour déterminer cette vitesse de rotation «comme la mesure la périodicité des émissions des signaux radio découverts au début des années 80 avec les sondes Voyager, la vitesse des vents ou le suivi des nuages... avec des marges d'incertitudes assez importantes» puisque, par exemple, les estimations précédentes de la rotation de Saturne «donnent une période de 10 heures, 39 minutes et 22,4 secondes pour les sondes Voyager et de 10 heures, 47 minutes et 6 secondes pour Cassini».

Dans l'étude ici présentée, la nouvelle estimation a été basée sur «des mesures du champ gravitationnel de Saturne», qui ont été optimisées par la prise en compte «de la forme et de la densité observée de la planète» (Pour valider cette méthode, elle a été testée en l'appliquant à la détermination de la période de rotation de la planète Jupiter, qui «est maintenant bien connue»).

Il est ainsi apparu que «Saturne tourne sur elle-même en 10 heures, 32 minutes et 45 secondes». Cette nouvelle valeur va aider à mieux comprendre les «dynamiques de l’atmosphère et de la structure interne» de cette planète».

En effet, «la vitesse des vents est toujours établie en relation avec la rotation de la planète» et la rotation dépend de «la composition de l'intérieur de la planète, comme la masse et le cœur»: ainsi, «une période de rotation plus rapide suggère que le cœur de Saturne est plus petit, et que la direction des vents à sa surface est plus symétrique avec des couloirs de vents venant aussi bien de l'est que de l'ouest».

Une étude, dont les résultats intitulés «Jupiter’s decisive role in the inner Solar System’s early evolution» ont été publiés dans la revue PNAS, a abouti, grâce à des simulations numériques, à la conclusion que notre Système solaire, à l’aube de sa formation, aurait possédé des superterres, mais que des processus de migrations planétaires, pilotées par celles de Jupiter et de Saturne, ont amené ces superterres à être avalées par le Soleil.

Les simulations en question ont été basées sur le scénario dit du Grand Tack (en français, le scénario du 'Grand virement', car «tacking en anglais fait référence au virement de bord d'un voilier»).

Ce scénario, qui «prend place pendant les premiers millions d’années de la formation du Système solaire, lorsqu'il existait un disque protoplanétaire contenant de la poussière et d’importantes quantités de gaz», fait appel à «deux migrations planétaires majeures dans l’histoire du Système solaire».

La première de ces migrations «aurait rapproché Jupiter du Soleil avant celle du modèle de Nice voilà environ 4,5 milliards d’années, repoussant les astéroïdes vers les régions internes du Système solaire jusqu’à ce que Jupiter occupe la position actuelle de Mars», tandis que «l'influence de Saturne, qui avait aussi migré, aurait ensuite fait à nouveau s’éloigner Jupiter».

Plus précisément, Jupiter, en se formant, a «entraîné la naissance d’un anneau appauvri en matière qui a séparé ce disque en deux parties». De ce fait, grâce aux forces de gravité résultant de cette configuration, «au fur et à mesure que la partie interne du disque était attirée par le Soleil, cet anneau s’en rapprochait aussi» conduisant «à la migration de Jupiter vers notre Étoile».

Pour sa part, «Saturne, moins massive que Jupiter et dont la formation est postérieure à celle de la géante gazeuse, aurait elle aussi migré dans le disque de gaz, et plus rapidement que Jupiter qu’elle rattrapa» provoquant «un phénomène de résonance gravitationnelle avec Jupiter lorsque sa période orbitale devint un multiple entier de celle de sa sœur». Alors, le deuxième anneau appauvri en matière, qui se forma entre Jupiter et Saturne, «stoppa la migration des deux planètes avant de l’inverser».

Cependant, si, selon le scénario du Grand Tack, «le bord externe de la partie interne du disque initialement délimité par Jupiter serait en fait celui d’un anneau de matière dans lequel seraient nées les planètes rocheuses», ce scénario ne permettait pas de comprendre «pourquoi le bord interne de cet anneau devait se trouver à 0,7 unité astronomique 10 millions d’années après la formation du Soleil, ni pourquoi ces planètes ne sont pas plus massives».

Dans l'étude ici présentée, «tout s’explique si l’on fait intervenir une première génération de superterres qui auraient défini le bord interne de la zone de formation des planètes telluriques avant de migrer et d’être avalées par le Soleil».

En effet, les simulations numériques font apparaître «que la migration de Jupiter vers le Soleil a déstabilisé les orbites de planétésimaux d’environ 100 km de diamètre» de sorte que ceux-ci «ont fini par entrer en collision et se précipiter en direction du Soleil», déstabilisant à leur tour les superterres en les entraînant dans leur course fatale «en 20.000 ans tout au plus».

Ce sont de ce fait, «les restes des planétésimaux présents dans les régions internes du Système solaire (alors que le gaz du disque protoplanétaire a largement été consommé)» qui «vont former les planètes rocheuses que l’on connaît».

Ce nouveau scénario, qui «rend bien compte de plusieurs caractéristiques du Système solaire» et qui est compatible «avec les données indiquant que ces planètes se sont formées sur une période de quelques dizaines de millions d’années après la naissance du Soleil», explique «pourquoi elles sont pauvres en certains éléments volatiles et peu massives».

De plus, «comme la formation de planètes telles Jupiter et Saturne semble compliquée», il en découle que «la formation d’exoterres ne doit pas non plus être facile dans la Voie lactée».

Une étude, dont les résultats intitulés «Oscillation of the velvet worm slime jet by passive hydrodynamic instability» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'élucider le mécanisme par lequel le péripate, un arthropode tropical ressemblant à une limace pourvue de pattes membraneuses, est capable de projeter un double jet de substance gluante pour capturer ses proies à des intervalles de 0,016 à 0,033 seconde (entre 30 et 60 Hz).

 
D'un point de vue anatomique, «chez les onychophores, autre nom des péripates, l’appareil de projection de glu protéique se compose d'un réservoir en forme de tube dorsal, qui produit la substance collante, relié au niveau de la tête de l’animal à une paire de buses minuscules appelées papilles orales».

Pour «éjecter le liquide avec force et rapidité», il suffit que le prédateur exerce une «compression lente et douce sur son réservoir», la forme et l’élasticité particulières des papilles orales permettant, de leur côté, «une pulvérisation dans toutes les directions».

Dans le cadre de l'étude ici présentée, ce mécanisme biologique a été analysé chez Peripatus solorzanoi «en utilisant des images anatomiques, des enregistrements audiovisuels à haute vitesse, une analyse théorique et une représentation physique du système».

Il apparaît ainsi «que ce mouvement oscillatoire rapide est le résultat d’une instabilité élastohydrodynamique entraînée par l’interaction entre l’élasticité de papilles orales et l’écoulement instable et rapide pendant l’émission du jet».

Cependant, la grande question est d'expliquer comment une telle adaptation peut exister «dans l'ensemble du genre Onychophora au sein duquel la taille des espèces varie considérablement»: puisque ce système fonctionne à la fois chez des individus de 20 cm et d'autres de 2-3 cm.

D’autres travaux sont donc «nécessaires pour mieux comprendre le phénomène observable chez d’autres animaux, comme les serpents, les poissons et les araignées».

En tout cas, «ce type de système microfluidique flexible pourrait être utilisé pour des applications industrielles telles que des micro et des nanofibres» et la colle, elle-même, «naturellement produite par l’animal (qui reste collée à un doigt après 7 secondes) est également d’intérêt biotechnologique».