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Par Robert Brugerolles le 4 Mai 2017 à 11:31
Une étude, dont les résultats intitulés «Enlargement of optical Schrödinger's cat states» ont été publiés dans la revue Nature Photonics, propose, dans le cadre de la physique quantique, une nouvelle technique permettant d'explorer l'effet de la taille d'un système physique dans une expérience de type chat de Schrödinger*.
Rappelons tout d'abord que c'est en 1935, qu'Erwin Schrödinger, «l'un des principaux créateurs de la mécanique quantique», présenta «sa fameuse expérience de pensée depuis appelée en son honneur 'le paradoxe du chat de Schrödinger'», un paradoxe, où un chat serait à la fois mort et vivant, dont le mystère a été dissipé plus tard par la théorie de la décohérence**.
Néanmoins, afin de mieux déterminer comment les «aspects classiques émergent des aspects quantiques», il est important de faire «intervenir la taille du système physique considéré dans les expériences», car «beaucoup s'interrogent sur le sens et la définition d'une taille au-delà de laquelle le quantique s'efface devant le classique».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée propose une technique qui se pratique «dans le domaine de l'optique quantique avec des paquets d'ondes électromagnétiques de grandes amplitudes, «qui représentent d'un point de vue quantique ce que l'on appelle des états comprimés». Concrètement, «un dispositif permet d'amplifier à répétition ces ondes en état de superposition quantique» avec «à chaque fois une amplitude plus importante», ce qui implique la présence d'un «plus grand nombre de photons dans un paquet d'ondes électromagnétiques».
Il en résulte qu'on se rapproche «progressivement d'une onde électromagnétique classique comme un corps matériel quantique composé d'un nombre sans cesse plus élevé d'atomes se rapproche d'un objet matériel classique». En l'occurrence, «la superposition quantique d'état mort et vivant pour un chat de Schrödinger est réalisée dans un paquet avec des champs électriques qui sont de directions opposées».
Ainsi, «en réutilisant en entrée un paquet produit en sortie par l'expérience qui a plus que doublé l'énergie dans le paquet, on peut, étape par étape, faire 'grandir' le chat de Schrödinger et tenter de déterminer à quelle taille un équivalent de la décohérence se produit».
Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)
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Par Robert Brugerolles le 3 Mai 2017 à 19:32
Une étude, dont les résultats intitulés «New CAST limit on the axion–photon interaction» ont été publiés dans la revue Nature Physics, a permis, dans le cadre de l’expérience CAST (Télescope à axions solaires) du CERN, de fixer les meilleures limites à ce jour sur la force du couplage entre les axions (des particules hypothétiques qui interagiraient très faiblement avec la matière ordinaire et qui seraient donc susceptibles d’éclaircir le mystère de la matière noire, laquelle semble constituer la plus grande partie de la matière de l’Univers) et les photons pour toutes les masses possibles des axions qui sont à la portée de CAST.
Rappelons tout d'abord que «l'existence des axions a été suggérée par les théoriciens il y a plusieurs dizaines d’années, initialement pour résoudre un problème important du Modèle standard de la physique des particules lié aux différences entre matière et antimatière» («le nom de cette particule vient d’une marque de détergent, car son existence permettrait de 'nettoyer' la théorie»).
Alors que «plusieurs observatoires situés sur Terre et dans l’espace sondent des endroits où ces axions pourraient potentiellement être produits» («cela va de l’intérieur de la Terre au centre de la galaxie, et jusqu’au Big Bang»), l'expérience CAST «cherche des axions en provenance du Soleil, au moyen d’un télescope spécial appelé hélioscope, construit à partir d’un aimant de test fabriqué initialement pour le Grand collisionneur de hadrons».
Plus précisément, cet aimant supraconducteur de 10 m de long, qui «fonctionne comme un tube de visualisation», est «pointé directement sur le Soleil» de sorte que «tous les axions solaires qui pénétreraient dans le tube seraient convertis par son fort champ magnétique en photons de rayons X, lesquels peuvent être détectés à l’une ou l’autre des extrémités de l’aimant par des détecteurs spécialisés».
Ainsi, «depuis 2003, l’hélioscope CAST, fixé sur une plateforme mobile, a suivi les mouvements du Soleil pendant une heure et demie à l’aube et une heure et demie au crépuscule, plusieurs mois par année» en étant «aligné sur le Soleil avec une précision d’environ un centième de degré». Pour sa part, l'article ici présenté, qui se base sur des données enregistrées entre 2012 et 2015, rapporte que CAST n'a pas observé d’axions solaires.
Ce constat a permis «de fixer les meilleures limites à ce jour sur la force du couplage entre les axions et les photons pour toutes les masses possibles des axions qui sont à la portée de CAST». Par ailleurs, «depuis 2015, CAST a élargi ses recherches à la frontière des basses énergies afin d’inclure la quête d’autres particules interagissant faiblement issues du secteur de l’énergie noire, comme les 'caméléons solaires'».
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Par Robert Brugerolles le 3 Mai 2017 à 10:40
Deux études, dont les résultats intitulés «The Lowest Mass Ratio Planetary Microlens: OGLE 2016-BLG-1195Lb» et «An Earth-mass Planet in a 1 au Orbit around an Ultracool Dwarf» sont publiés respectivement dans les revues MNRAS et The Astrophysical Journal Letters, rapportent la détection d'une exoplanète de la taille de la Terre, située à la même distance de son étoile que notre planète du Soleil, grâce à la technique des microlentilles gravitationnelles combinée aux moyens du télescope Spitzer et du réseau KMTNet (composé de trois observatoires distribués au Chili, en Australie et en Afrique du Sud).
Immatriculée OGLE-2016-BLG-1195Lb, cette exoplanète se trouve «à environ 13.000 années-lumière de la Terre, dans l'un des bras de la Voie Lactée». Notons que l'étoile de ce système planétaire étant très peu lumineuse («il pourrait s'agir d'une étoile naine ultra-froide» dont «la température est inférieure à 2500K, soit 2200°C»), le télescope Kepler «n'aurait pas pu y distinguer une planète tournant autour». En fait, comme il a été énoncé, cette découverte a été rendu possible grâce à un effet de microlentille gravitationnelle.
Plus précisément, cet effet utilise le passage d’une étoile dite 'lentille' devant une étoile 'source' pour amplifier le signal lumineux envoyé par cette dernière, car «la gravité de l’objet le plus proche agit comme une lentille et magnifie la lumière venant de l’étoile la plus éloignée» suivant «un principe énoncé par Einstein au début du 20ème siècle»: comme «la luminosité de l’étoile source augmente de façon prévisible pendant plusieurs semaines puis décroît», la présence d’une planète «produit une modification du signal lumineux qui peut être détectée».
OGLE-2016-BLG-1195Lb devient ainsi «la plus petite exoplanète découverte grâce à cette méthode». Soulignons pour finir que du fait qu'elle ne reçoit que très peu d'énergie de son astre, «il y règne des températures plus froides que sur Pluton» et il n'y a aucune chance «d'y retrouver de la vie telle qu'on la connaît».
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Par Robert Brugerolles le 2 Mai 2017 à 09:48
Une étude, dont les résultats intitulés «Noumeavirus replication relies on a transient remote control of the host nucleus» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de caractériser un nouveau virus géant d’amibe, Noumeavirus, dont le mode de réplication original remet en cause la dichotomie traditionnelle entre les virus 'nucléaires' et les virus 'cytoplasmiques'.
Rappelons tout d'abord que «les microorganismes eucaryotes se distinguent des procaryotes (les bactéries et les archaebactéries) par la compartimentation stricte de leurs cellules qui sépare le noyau, où se déroulent la réplication de l’ADN et sa transcription en ARN messagers, du cytoplasme où les ribosomes décodent les ARN messagers pour synthétiser les protéines correspondantes». Il en résulte que «pour initier leur multiplication, les virus à génome ADN qui infectent une cellule eucaryote (comme une amibe) doivent surmonter ce cloisonnement».
Jusqu'ici, on connaissait aux virus à génome ADN deux stratégies virales différentes: «soit directement transporter leur génome dans le noyau et y utiliser la machinerie cellulaire (ce sont les virus dits 'nucléaires'), soit mettre en œuvre leur propre machinerie de transcription et de réplication au sein du cytoplasme (virus dits 'cytoplasmiques').
De plus, on pensait que, dans ce dernier cas, le complexe transcriptionnel codé par le génome viral ne pouvait initier le cycle infectieux «sans être aussi embarqué dans la particule sous la forme de protéines prêtes à l’emploi». L'étude ici présentée vient de contredire cette prédiction, «jusqu’alors validée pour toutes les familles de virus cytoplasmiques testés (Mimivirus, Vaccinia virus, Pithovirus)».
Plus précisément, «alors que Noumeavirus se réplique dans le cytoplasme et code bien pour ses propres ARN polymérases», l'analyse du contenu protéique des particules, n'en a pas trouvé la moindre trace dans la particule virale. De ce fait, Noumeavirus ne peux pas «initier son cycle infectieux sans l’aide de la machinerie de son hôte, pourtant confinée dans le noyau».
Pour expliquer cette anomalie l'étude a refait une analyse détaillée du cycle infectieux «dans une amibe dont le noyau a été rendu fluorescent». Il est alors apparu «que l’infection par Noumeavirus déclenchait une perméabilisation temporaire du noyau dès les premières minutes, rendant possible le recrutement des enzymes nucléaires nécessaires à la transcription des gènes précoces du virus» et il a été observé pour la première fois un 'phénomène étonnant': «le noyau cellulaire reprend son apparence normale après quelques heures, alors que la multiplication des particules virales bat son plein dans le cytoplasme».
En fin de compte, Noumeavirus («et probablement la famille des Marseilleviridae dans son ensemble») inaugure «un nouveau mode de réplication, intermédiaire entre celui des virus nucléaires et celui des virus se répliquant entièrement dans le cytoplasme»: au lieu «de transporter son génome dans le noyau (un processus complexe)», ce virus «a évolué la capacité d’attirer dans le cytoplasme les enzymes nucléaires temporairement nécessaires à l’expression de ses gènes les plus précoces».
Plusieurs conséquences découlent de cette découverte. D'abord, elle montre «que l’analyse du contenu protéique des particules virales, en complément de leur séquence génomique et de l’observation microscopique, est essentielle à la compréhension de leurs modes de réplication». Ensuite, elle indique des pistes nouvelles relativement «au mode d’infection mis en œuvre par d’autres grands virus à ADN dénués d’appareil transcriptionnel (comme les Chlorovirus) mais dont le passage par le noyau n’a jamais été mis en évidence».
En dernier lieu, cette étude conforte, le modèle «d’évolution réductive des grands virus à ADN», en suggérant «un mécanisme par lequel des virus initialement cytoplasmiques ont pu s’engager dans la perte progressive de leur autonomie vis-à-vis du noyau, en attendant d’évoluer la capacité d’y transporter leur génome».
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Par Robert Brugerolles le 1 Mai 2017 à 11:10
Une étude, dont les résultats intitulés «The affinities of Homo floresiensis based on phylogenetic analyses of cranial, dental, and postcranial characters» ont été publiés dans la revue Journal of Human Evolution, laisse penser que l'Homme de Florès serait un survivant d'une espèce très ancienne, apparue il y a plus de 1,75 million d'années.
Rappelons tout d'abord qu'après la découverte, à partir de 2003, de plusieurs fossiles de l'Homme de Florès, surnommé le 'Hobbit', dans une grotte de l'île de Florès (Indonésie), «ce petit hominidé de 1 à 1,20 m, a suscité trois hypothèses»:
a) ces humains seraient atteints de graves pathologies,
ou b) «ils appartiendraient à une espèce à part entière, apparentée à Homo erectus», qui «a vécu en Afrique et en Asie entre -1,8 million d'années et -100.000 ans et baptisée Homo floresiensis», voire apparentée à Homo sapiens» (après leur installation dans l'île, «ils auraient subi au fil des générations une évolution vers le nanisme»)
ou c) ils feraient partie d'une espèce «nettement plus ancienne, plus proche de Homo habilis, autre rameau du buisson des Hominidés, qui a peuplé l'Afrique entre -2,5 et -1,5 millions d'années»).
Les premières datations, «qui indiquaient seulement -18.000 ans», plaidaient pour la première hypothèse, «tant il aurait été peu vraisemblable qu'ait subsisté une espèce ancestrale d'hominidés à une époque où l'Homme de Néandertal avait déjà tiré sa révérence et qu'Homo sapiens, seul rescapé de la famille, inventait la culture magdalénienne, avec peintures, outils de pêche et aiguilles à coudre». Cependant, les datations ultérieures, qui ont repoussé «la présence de ces petits Hommes à 50.000 ans», ont donné plus de crédit à l'hypothèse d'un nanisme insulaire.
Pour sa part, l'étude ici présentée, qui a porté sur l'analyse de 133 caractères relevés «sur des restes de crânes et de dents de l'Homme de Florès», considère aujourd'hui que «l'hypothèse qui rend le mieux compte de ces observations est en fait la troisième»: autrement dit, «les Hobbits seraient des cousins d'Homo habilis». Il en découle que «H. floresiensis serait venu tout seul d'Afrique, suivant un courant migratoire jusque-là inconnu».
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