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Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

Publié le 13 juin 2015 par 000111aaa

 Comme l’approche  des vacances augmente le nombres des publications  scientifiques, je  me vois contraint  de traiter celles de la première quinzaine  et vais vous présenter  les résumés  des titres retenus

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1 ( abstract)

Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

Nascent 'Kuiper belt' seen encircling nearby star

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Discovery could help us understand how the early solar system evolved

La ceinture de Kuiper est un anneau de débris glacés et poussiéreux qui se trouve juste au-delà de l'orbite de Neptune, et elle héberge  Pluton, ainsi que  plusieurs autres «  planètes » naines  difficilement connues, et des milliers d'autres vestiges des premières étapes de la formation de notre système solaire

Un tel  disque de débris vient d’être découvert autour d'une étoile à notre «  proximité » et qui  ressemble à s'y méprendre à une version un  plus jeune de la ceinture de Kuiper de notre système solaire, selon une équipe internationale d'astronomes

 Une équipe d'astronomes dirigée par Thayne Currie de l'Université de Toronto au Canada et à l'Observatoire astronomique national du Japon a utlisé l'imageur planétaire Gemini (GPI), un instrument placé sur le télescope Gemini Sud situé au Chili. Les chercheurs ont découvert un disque de débris d'environ la même taille que la ceinture de Kuiper en orbite autour de l'étoile HD 115600, située à seulement 360 années-lumière de la Terre. L'étoile est seulement légèrement plus massive que notre Soleil, et se trouve dans une région de formation d'étoiles semblable à celui dans lequel nous pensons que  notre soleil  est né.Toutefois  HD 115600  diffère par un point capital  - il est âgé de seulement 15 millions d'années, par rapport à l'âge de notre Soleil de 4,6 milliards d'années. Cela signifie que la nouvelle observation nous donne elle l'occasion parfaite  pour  voir comment notre système solaire aurait agi quand il était beaucoup plus jeune.

REF/ «Direct Imaging and Spectroscopy of a Young Extrasolar Kuiper Belt in the Nearest OB Association :  Thayne Currie, Carey M. Lisse, Marc J. Kuchner, Nikku Madhusudhan, Scott J. Kenyon, Christian Thalmann, Joseph Carson, John H. Debes(Submitted on 25 May 2015) 

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Mon commentaire :  j’aimerais  qu’ il soit possible de faire la jonction entre  de telles formations    et que   l’on puisse mieux différencier les propriétés de la ceinture de  KUIPER  et celles du  nuage d’OORT   , encore plus éloigné … LA TECHNIQUE SERA DONC UTILE…… MA PHOTO VOUS DONNE LES RAPPORTS DE TAILLE  ENTRE SYSTEME SOLAIRE /KUIPER/OORT

Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

  Schémas à l'échelle des orbites des principaux corps du Système solaire. En haut à gauche, le Système solaire interne ; en haut à droite, le Système solaire externe ; en bas à droite, l'orbite de Sedna ; en bas à gauche, la localisation hypothétique du nuage d'Oort. Chaque schéma effectue un zoom arrière par rapport au précédent permettant de mettre les distances en perspective

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2 (abstract)

Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

Infrared detector to free up Internet of tomorrow

Silicon-based device would boost optical bandwidth

Un nouveau type de photodétecteur de silicium inventé par des physiciens au Canada et au Royaume-Uni devrait aider à  s’assurer que l'Internet ne se bloque pas , tant  les gens partagent et téléchargent  des données de plus en plus. Le dispositif,  ouvrirait une nouvelle gamme de fréquence dans les communications optique

 La  Société de technologie américaine Cisco Systems dit que le trafic Internet dans le monde a augmenté de plus de cinq fois entre 2008 et 2013, et est appelé à augmenter par un autre facteur de trois en 2018. Cet appétit  semble  insatiable  et met la pression sur le matériel qui fait Internet, et ses grands centres de données

Jusqu'à présent, les sociétés d'exploitation de ces centres de données avaient tendance à faire dans le routinier : utiliser le câblage électrique pour relier les milliers de serveurs qu'ils utilisent…..Beaucoup sont maintenant   en train de remplacer le câblage avec des câbles à fibres optiques - ceux-ci ont un certain nombre d'avantages par rapport  au  cuivre, y compris la diminution des pertes sur de longues distances, le fait qu'ils ne ramassent pas les interférences électromagnétiques et, surtout, leur bande passante beaucoup plus grande. Cependant, dit Andrew Knights de l'Université McMaster en Ontario, même  cette  technologie de fibre actuelle pourrait être submergée par la demande croissante des utilisateurs dans une décennie ou deux.

Dans leur  dernier travail  Knights, ( avec Jason Ackert et ses collègues de l'Université McMaster et aussi l'Université de Southampton au Royaume-Uni,) ont construit et testé un photodétecteur - un dispositif qui convertit les impulsions de lumière d’ un câble de fibre optique en signaux électriques qui servent comme entrées  pour les processeurs d'ordinateurs . Le nouveau dispositif serait, disent les chercheurs,apte à  aider à ouvrir au moins  100 chaînes en opérant à des longueurs d'onde, en exploitant une bande située dans la région du moyen infrarouge à environ 2 um.

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Mon commentaire : Kneith pense que son  idée n’aura pas d’application tant que l’internet  n’aura pas atteint une taille critique ( monstrueuse !) et la question de fond que je me pose   concerne  précisément la cinétique de développement de la TOILE /QUAND VA-T-ELLE SE DECHIRER !????? car nous en devenons tous plus ou moins dépendant ETATS  , industries et particuliers…..

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3  Une semi traduction

Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

Tiny probe reveals electrical conductance of individual atoms

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Measurements could boost our understanding of superconductivity

La conductance électrique à différents endroits  d’ atomes individuels  vient d’etre  mesurée par des scientifiques au Japon. L'expérience a consisté à ajouter et à  supprimer des électrons sur  des atomes  placés  sur  une surface  solide en utilisant un microscope à effet tunnel (STM). La technique pourrait également être utilisée pour mesurer la répartition de la charge dans les supraconducteurs, ainsi que pour étudier les interactions magnétiques sur des échelles à  très petites longueurs.

Un STM  construit l’ image d'une surface solide  à l'aide d'une pointe atomiquement «  riche » pour y  injecter ou en  retirer des charges électroniques. La pointe balaye la surface à une hauteur de moins de 1 nm, et la position de la pointe peut être contrôlée en 3D avec une précision du picomètre. En conséquence, les STM peuvent produire les images d'atomes individuels  placés  en  surface, et ont également été utilisés pour mesurer des phénomènes à l'échelle atomique comme la quantification de la conductance.

Dans ce dernier travail , Huwon Kim et Yukio Hasegawa de l'Université de Tokyo ont utilisé un STM  pour étudier la surface de plomb  en ultravide  à quelques degrés au-dessus de zéro absolu. Ils ont constaté que lorsque la distance entre l'aiguille et la surface est relativement importante (environ 100 pm), la conductance décroit  de façon exponentielle avec cette distance. Ceci est exactement ce que l'on attend d'un courant électrique créé par effet tunnel quantique. En outre, la même décroissance a été mesurée lorsque l'aiguille est directement au-dessus d’ un atome et  quand elle est   au-dessus d'un intervalle entre deux ou plusieurs atomes.

Lorsque l'aiguille a été rapprochée de la surface, la conductance a commencé à augmenter plus rapidement que prévu si  un effet tunnel était  impliqué. Toutefois, cette augmentation ne se produit que lorsque l'aiguille est directement au-dessus d'un atome. Ceci, disent les chercheurs, s’explique  parce que l'aiguille effleure la surface du plomb, en  entrant  en contact direct avec le haut de chaque atome. Cela permet aux électrons de se déplacer plus librement entre la pointe et l'atome, stimulant ainsi la conductance. Toutefois, lorsque l'extrémité est  située sur un écart entre les atomes, les électrons ne peuvent être échangés via un  tunnel quantique.

Lorsque l'aiguille se rapproche encore -  et fait pression dans la surface - l'effet inverse sur la conductance est observé . La conductance est la plus élevée lorsque l'aiguille est enfoncée dans un espace entre  atomes plutôt qu’avec  un seul atome. Les chercheurs pensent que cela peut être vu  parce que, quand elle est  dans un intervalle  la pointe a accès aux  électrons de tous les atomes voisins. Cependant, lorsque la pointe est en contact avec un seul atome, elle  ne peut interagir directement qu’avec les électrons dans un atome . Néanmoins, dit Hasegawa, les études de théoriciens seront nécessaires pour clarifier exactement ce qui se passe. "Notre principale conclusion est que nous mesurons la conductance sur les  divers sites," dit-il.

Cette compréhension détaillée de la concentration variable de charge électronique autour et entre les atomes peut se révéler importante dans la nanotechnologie, car elle  devrait faciliter la conception et l'optimisation de dispositifs électroniques à l'échelle atomique. Les chercheurs eux-mêmes, cependant,  se sont intéressés à la supraconductivité. Le plomb est un supraconducteur à des températures inférieures à 7,2 K, et leur expérience a été réalisée à 2,1 K. Bien que le matériau aurait été  supraconducteur au cours de l'expérience, les observations ont été faites dans une région du spectre d'énergie où cela  n’aurait fait aucune différence . .

Laurent Limot de l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg, en France, félicite les chercheurs, mais souligne que la technique n'est "pas complètement nouvelle", parce que deux documents en 2011 ont examiné la distribution de charge autour des atomes, une surface  en or et  une  avec des molécules de C60. Néanmoins, dit-il, les chercheurs ont montré les différences de conductivité sur différents sites beaucoup plus solidement que les travaux antérieurs. Ainsi étudier la supraconductivité, dit Limot,  conduit à  envisager d'utiliser une pointe ferromagnétique  et à regarder  les interactions magnétiques à l'échelle nanométrique. Ce serait utile pour le développement de dispositifs de spintronique qui utilisent le spin magnétique de l'électron pour stocker et traiter des informations.

La recherche est publiée dans Physical Review Letters.

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Site-Dependent Evolution of Electrical Conductance from Tunneling to Atomic Point Contact

Howon Kim and Yukio Hasegawa

Phys. Rev. Lett. 114, 206801 – Published 22 May 2015

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 Mon commentaire :  Je trouve ce travail passionnant  et il permet de plus  l étude des habitus externes des  surfaces de cristaux de configuration cristallographique variée  .Il se trouve que les surfaces solides  cristallines  ne sont pas aussi parfaites  qu’ on pourrait l’imaginer  et que cette «  non idéalité »intervient dans les phénomènes d’adsorption des gaz et en catalyse .Les electrons les plus externes   d’un solide subissent une légère  excentricité ( et une déformation du nuage électronique )   étudiée par  LONDON  et donnant lieu aux forces de  VAN DER WALLS   

  Comme d’habitude , ASGHAR  fait une remarque utile sur l effet de température , en commentaire )

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4:(abstract)

Le Monde selon la Physique (Physics world) mi-mai 2015:1 ère partie

Lasers reveal previously unseen fossil details

New palaeontological imaging method is cheap and non-destructive

Une nouvelle technique de balayage au laser,  qui pourrait aider les chercheurs à obtenir de nouvelles informations à partir de spécimens fossiles,  vient d’etre  développée par des scientifiques américains. L'approche peu coûteuse et non destructive utilise des lasers de qualité commerciale pour stimuler la fluorescence dans le fossile, révélant des  détails qui ne seraient autrement pas  observable avec des activateurs visuels traditionnels comme la lumière UV, qui ont un niveau d'irradiation beaucoup plus faible. En paléontologie, une variété d'exhausteurs visuels a  longtemps été utilisée  pour mettre en évidence des fossiles pour la photographie et l'analyse. Une technique intéressante utilise la lumière UV, ce qui peut stimuler la fluorescence visible dans certains minéraux tels que l'hydroxyapatite (le composant inorganique de l'os) - et, dans certains cas, peut même mettre en évidence les tissus mous fossilisés.

L'intensité de  la fluorescence peut être augmentée, cependant, en utilisant une source lumineuse de forte puissance, telle  que celle d’un laser, ce qui permet une mesure  d’une plus grande variété de spécimens. Alors que la stimulation laser a été traditionnellement limitée à des études très détaillées sur des échelles microscopiques - soit par microscopie confocale à balayage laser ou par  spectroscopie Raman -  des développements récents et des réductions de coûts de la technologie laser commerciale ont permis  au paléontologue Tom Kaye du Musée Burke à Seattle, et à  ses collègues, d’ appliquer la  fluorescence laser stimulée au niveau macroscopique.

La méthode est assez simple - dans une pièce sombre,  les spécimens de fossiles sont excités par la lumière laser puis  vues à travers un filtre passe-temps approprié. Le filtre bloque la lumière laser lumineuse  mais permet au signal fluorescent des spécimens de fossiles de passer à travers. Cela peut ensuite être photographié par  une longue exposition, avec un appareil photo numérique. Différentes longueurs d'onde excitent différentes roches et des fossiles de différentes manières. En effet, même si un fossile particulier ne s’avère non  fluorescent, il peut toujours être possible d'éclairer la roche environnante et  opérer le rétroéclairage de l'échantillon.

Laser-Stimulated Fluorescence in Paleontology

Thomas G. Kaye , Amanda R. Falk, Michael Pittman, Paul C. Sereno, Larry D. Martin†, David A. Burnham, Enpu Gong, Xing Xu, Yinan Wang

Published: May 27, 2015

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Mon commentaire : c est interessant et permettra le developpement des connaissances sur   une échelle de détails supplémentaire  .BRAVO !

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