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Une étude, dont les résultats intitulés «Enhancing Magnetic Light Emission with All-Dielectric Optical Nanoantennas» ont été publiés dans la revue Nano Letters, a permis d'élaborer une nanostructure capable d’accroître le champ magnétique d’une onde lumineuse et ouvrant la possibilité d’observer l’interaction entre cette composante magnétique de la lumière et la matière.
Rappelons tout d'abord que «la lumière est constituée d’une partie électrique (un champ électrique) et d’une partie magnétique (un champ magnétique)». Jusqu’ici, cependant, «les scientifiques ont orienté leur recherche uniquement sur l’interaction entre la partie électrique de la lumière et la matière», qui a mené «à de nombreuses applications dans l’imagerie biologique, la cryptographie, le photo voltaïque, mais aussi les écrans, les sources de lumière».
En fait, si «accéder à l’autre moitié des interactions avec la partie magnétique de la lumière et la matière permettrait de développer des applications jusqu’ici hors de portée», ces interactions «sont très difficiles à observer en raison du très faible couplage entre la partie magnétique de la lumière et la matière»: concrètement, bien que les champs électriques et magnétiques portent la même quantité d’énergie, il est «communément accepté que le couplage entre le champ électrique optique et la matière est d’au moins quatre ordres de grandeur plus élevé que l’interaction avec le champ magnétique».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée a permis de créer «des objets nanométriques, appelés nano-antennes, afin d’accroître le champ magnétique de la lumière et forcer ainsi ses interactions avec la matière»: en effet, «en jouant avec la dimension (environ 150 nanomètres) et la forme (cylindrique) de ces nanostructures», il a été montré «expérimentalement et théoriquement que ces nano-antennes permettaient d’augmenter la partie magnétique de la lumière grâce à un phénomène de résonance optique».
Il a été prouvé, en particulier, «qu’en plaçant la nanostructure à proximité d’une nanosource de lumière», on pouvait augmenter son émission magnétique, «les transitions dipolaires magnétiques se trouvant favorisées par rapport aux transitions dipolaires électriques».
De plus, «en contrôlant la position de la nano-antenne photonique par rapport à cet émetteur, grâce à l’utilisation d’un microscope champ proche optique», les distributions de densités d’états locales magnétiques et électriques à proximité ont pu être observées, révélant la façon dont la nano-antenne photonique «modifie l’environnement électrique et magnétique autour de la nanosource» et «donc la manière dont cette dernière peut effectivement émettre ses photons, selon un 'canal électrique' ou 'magnétique'».
En fin de compte, cette étude constitue une étape remarquable en nanophotonique et en physique, car elle ouvre «de nouvelles possibilités dans des thématiques de recherches aussi variées que l’opto-électronique, l’étude de molécules chirales (à la base de nombreux processus biologiques), l’optique non-linéaire, la spintronique, les métamatériaux ou les processus photochimiques».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A complex dynamo inferred from the hemispheric dichotomy of Jupiter’s magnetic field» ont été publiés dans la revue Nature, révèle, à partir des mesures effectuées par la sonde spatiale Juno en orbite autour de Jupiter, que le champ magnétique de cette planète est très particulier, ne ressemblant pas à celui produit par la Terre: plus précisément, les mesures de Juno montrent «un hémisphère nord avec un champ magnétique assez tourmenté» et ont permis «d'établir la présence d'une sorte de second pôle sud juste au-dessous de l'équateur».
Rappelons tout d'abord que «la géante gazeuse est composée très majoritairement d'hydrogène et d'hélium, qui ne sont pas des fluides censément conducteurs». Cependant, à grandes profondeurs et à hautes pressions, l'hydrogène se comporte «comme un métal qui peut rester fluide dans certaines conditions», de sorte que devenu conducteur, il «peut être entraîné dans des courants de convection, animés par la chaleur d'accrétion laissée par la formation de Jupiter et qui ne se dissipe qu'en un temps très long, se mesurant en milliards d'années».
Plusieurs hypothèses ont été avancées «pour rendre compte de la complexité du champ magnétique de Jupiter»: elles vont «de la présence d'un noyau rocheux, suspecté depuis quelque temps, jusqu'à l'existence de régions sans convection du fait de leurs compositions particulières en hélium». Au bout du compte, grâce à la collecte de données qui se poursuit, «il sera peut-être possible, dans un avenir proche, de départager les différents modèles de l'intérieur de Jupiter».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Endogenous glucocorticoids control host resistance to viral infection through the tissue-specific regulation of PD-1 expression on NK cells» ont été publiés dans la revue Nature Immunology, a permis d'observer des mécanismes de coopération entre le système nerveux et le système immunitaire dans la réponse aux agressions pathogènes, révélant ainsi l'implication du cerveau dans la régulation de la réaction inflammatoire induite par le système immunitaire lors d'une infection.
Rappelons tout d'abord que «lors d’une infection par des virus ou d'autres organismes pathogènes, le système immunitaire s'active pour éliminer l'agent infectieux». Dans ce cadre, les cellules immunitaires libèrent «des molécules inflammatoires appelées cytokines, responsables du processus d’inflammation nécessaire pour lutter contre la dissémination des pathogènes dans le corps». Cependant, il arrive «que la réaction inflammatoire s’avère excessive et toxique pour l'organisme», allant jusqu'à «provoquer des lésions au niveau des organes infectés qui, lorsqu’elles sont trop importantes, peuvent mener au décès».
Déjà, de précédentes études avaient «montré qu’en cas d’infection, le cerveau était mobilisé pour réguler la réaction inflammatoire», car «lorsqu’il détecte les cytokines produites par les cellules immunitaires, le cerveau induit la sécrétion dans le sang d'hormones connues pour être des régulateurs négatifs de l’inflammation: les glucocorticoïdes». Néanmoins, le mode d'action précis de ces hormones, dont les propriétés «sont largement utilisées en médecine dans de nombreuses conditions pathologiques», restait encore mal connu.
Dans ce contexte, l'étude ici présentée a analysé le «mode d’action des glucocorticoïdes produits suite à l'activation du cerveau dans le contrôle de l’intensité de la réaction inflammatoire causée par l’infection virale chez la souris». Il est ainsi apparu «que les glucocorticoïdes régulent l’activité d’une population de cellules immunitaires, productrices de cytokines inflammatoires et ayant des activités antivirales et antitumorales majeures: les cellules Natural Killer (ou NK)».
Plus précisément, «ces cellules NK possèdent un récepteur qui est activé par les glucocorticoïdes produits après l'infection», entraînant «l’expression à la surface des cellules NK d’une molécule appelée PD-1». Cette molécule «suscite beaucoup d'intérêt dans le milieu médical et est ciblée dans de nombreux traitements anti-cancéreux car elle possède une action inhibitrice sur l'activité des cellules immunitaires qui l'expriment». Concrètement, il a été constaté «que les souris mutantes n’exprimant pas le récepteur aux glucocorticoïdes dans leurs cellules NK, étaient plus susceptibles de développer une réaction grave d’hyper-inflammation et de succomber lors d’une infection».
Au bout du compte, cette étude, qui montre «que l’expression du récepteur aux glucocorticoïdes par les cellules NK est nécessaire pour réguler l’intensité de l‘inflammation afin que la réponse contre le virus ne devienne pas toxique pour l’organisme», prouve également «que cette régulation est régie grâce l'effet inhibiteur de la molécule PD-1 qui, dans le contexte infectieux, limite la production de cytokines inflammatoires par les cellules NK».
Comme cette découverte indique «que cette régulation empêche le système immunitaire de s’emballer et de détruire les tissus sains, tout en maintenant pleinement ses propriétés antivirales nécessaires à l'élimination efficace du virus», elle «pourrait permettre de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques qui cibleraient cette voie de régulation».
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Une étude, dont les résultats intitulés «An abstract drawing from the 73,000-year-old levels at Blombos Cave, South Africa» ont été publiés dans la revue Nature, rapporte la découverte du plus ancien exemple de dessin abstrait, exécuté à l'ocre, sur un fragment de roche siliceuse dans des couches archéologiques datées de 73 000 ans avant le présent, dans la grotte de Blombos en Afrique du Sud.
Plus précisément, «ce fragment porte sur une de ses faces un croisillon formé par neuf traits, qui ont été volontairement tracés avec un crayon d'ocre pourvu d'une fine pointe». Il en découle que «ce tracé précède d'au moins 30 000 ans les plus anciens dessins abstraits et figuratifs connus jusqu'à présent et réalisés avec la même technique».
Notons tout d'abord que, pendant longtemps, «les archéologues étaient convaincus que les premiers symboles étaient apparus lorsqu'Homo sapiens colonisa les territoires européens, il y a environ 40 000 ans». Cependant, «de récentes découvertes archéologiques en Afrique, en Europe et en Asie» indiquent «une émergence beaucoup plus précoce de la production et de l'utilisation de symboles, comme par exemple la plus ancienne gravure connue, un zig-zag incisé sur une moule d'eau douce retrouvée à Trinil (Java) dans des couches archéologiques datant de 540 000 ans ou la découverte d'objets de parure dans plusieurs sites archéologiques africains datés entre 120 000 et 70 000 ans avant le présent».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée décrit «le plus ancien exemple connu de dessin abstrait réalisé avec un crayon d'ocre», qui «a été identifié sur la surface d'un petit morceau de roche siliceuse, appelée silcrète, lors de l'analyse d'outils en pierre recueillis lors de la fouille de la grotte de Blombos (Afrique du Sud)».L'objet en question, qui «porte sur l'une de ses faces un motif composé de neuf fines lignes entrecroisées» provient «d'une couche archéologique datant d'il y a 73 000 ans». La difficulté a été de prouver que les lignes «ont été volontairement tracées par des humains».
Pour y parvenir, les traits ont d'abord été reproduit expérimentalement avec plusieurs techniques: «avec des morceaux d'ocre pourvus d'une pointe ou présentant un tranchant, mais aussi avec des pinceaux marquant la surface avec un mélange d'eau et de poudre d'ocre, technique testée à plusieurs dilutions différentes».
Ensuite, la comparaison de ces productions au dessin original, «grâce à des techniques d'analyse microscopique, chimique et tribologique» a fait apparaître «que les lignes ont été délibérément tracées avec un crayon d'ocre pointu, sur une surface préalablement lissée par frottement, ce qui fait de ce motif le dessin le plus ancien découvert, précédant d'au moins 30 000 ans les plus vieux exemples connus jusqu'alors».
Comme «la couche archéologique dans laquelle ce fragment de silcrète a été découvert avait déjà livré de nombreux autres objets à vocation symbolique, notamment des morceaux d'ocres gravés de motifs abstraits en forme de croisillons, qui ressemblent beaucoup au nouveau dessin mis au jour», cela indique «que les premiers Homo sapiens de cette région d'Afrique ont utilisé différentes techniques pour produire des signes similaires sur différents supports, un constat qui renforce l'hypothèse d'une utilisation symbolique de ces signes».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Regulating the femtosecond excited-state lifetime of a single molecule» ont été publiés dans la revue Science, présente un moyen de manipuler et de contrôler les molécules uniques en vue de les faire réagir chimiquement.
Plus précisément, selon l'étude, en gardant la pointe du microscope à effet tunnel (*) STM (scanning tunneling microscope) dans un rayon de 0,6 à 0,8 nanomètre de la molécule étudiée, il apparaît que «la durée pendant laquelle l'électron adhère à la molécule cible peut être réduite de plus de deux ordres de grandeur, grâce à un nouvel état quantique provoqué par l'interaction entre la pointe du microscope basé sur l'effet tunnel et la molécule».
Cette durée est suffisante pour contrôler la réaction résultante à l'échelle du millionième de milliardième de seconde. A cette limite extrême, l'enjeu est de développer des outils permettant de contrôler la matière pour briser les liaisons chimiques que la nature préférerait ne pas briser ou pour «imaginer des architectures moléculaires interdites par les lois de la thermodynamique».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
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