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Le Monde selon la PHYSIQUE ( PHYSICS WORLD W3 / FIN

Publié le 20 janvier 2014 par 000111aaa

Photograph of the turntable

Je suis en retard sur toutes mes veilles scientifiques ! ….Et je n’arrête pas de lire ce qui parait …Comment faire ?VOICI LE RESTE DE LA SEMAINE 3

Cela fait plusieurs fois que j’avertis mes lecteurs : les chercheurs anticipent parfois tellement les espérances découlant de  leurs premiers résultats  qu‘ il s’agit presque d’ extrapolations hasardeuses ! Vous allez surement me dire  que notre physique nage encore dans des mystères  tellement insondables  que  compte tenu de cette situation  c’est bien la certitude de certains physiciens qui les rend «  foldingues » et non pas une saine proportion de doute !!!!

Je vous propose aujourd’hui de continuer à nous intéresser à  des condensations a très basse température  mais j’éviterais dans ce cas de parler de condensat de BOSE/EINSTEIN 

Molecular 'centrifuge' creates ultraslow beams DONT VOICI MA TRADUCTION

Une centrifugation moléculaire crée des faisceaux ultra lents / PHOTO DE L APPAREIL EN TETE D ARTICLE

 Molecular 'centrifuge' creates ultraslow beams

Spinning device chills polar beam to a temperature of 1 K

Des physiciens en Allemagne ont développé une technique pour produire les premiers faisceaux continues jamais observés de molécules ralenties et refroidies à une température d'un seul petit degré au-dessus du zéro absolu . La méthode , qui consiste àmettre en œuvre les molécules dans une centrifugeuse , pourrait aider à fournir de nouvelles connaissances sur les états quantiques de la matière et même permettre aux physiciens de travailler si l'électron présente un moment dipolaire électrique . Lesquels faisceaux  pourraient également s'avérer utiles dans l'étude des réactions chimiques qui se produisent lorsque les molécules entrent en collision .

Bien que  les physiciens aient connu un grand succès dans les dispositifs de refroidissement de certains atomes vers des températures  de l ordre du nanokelvin , les molécules ,elles se sont révélées beaucoup plus difficiles à refroidir . Ce que les physiciens font  est  d habitude  de d'abord essayer de créer un faisceau très lent de molécules froides , qu'ils peuvent alors piéger et refroidir . Cependant , toutes les techniques de décélération développées jusqu'ici créent des faisceaux pulsés de molécules lentes dans laquelle le faisceau est "on" pour moins de 1% du temps . Puisquie  les techniques d’impulsions  marchent très bien pour certaines applications , la plupart des techniques de fabrication de gaz moléculaires ultra froids tireraient bénéfice d' un grand flux continu de molécules froides .

Un merry- go-round («  une joyeuse ronde « ) moléculaire !

Récemment , cependant , Sotir Chervenkov et ses collègues de l'Institut Max Planck d'optique quantique à Garching , en Allemagne, ont mis au point une façon intelligente de ralentir les molécules et qui donne un faisceau quasi continu . Son principe fondamental est familier à quiconque  s’est trouvé sur un terrain de jeu Merry-go- round . Si vous tentez  de monter  à bord d’une   plate-forme  tournante et essayez ensuite de vous déplacer vers le centre , vous vous opposez  à la force centrifuge qui va vous pousser vers l'extérieur.

Schéma de la centrifugeuse

Dans le nouveau système , les molécules sont injectées dans une trajectoire en spirale qui va du bord extérieur d'une table tournante en rotation (diamètre 40 cm)jusqu’ à son centre. La trajectoire est définie par un agencement d'électrodes quadripolaires (voir figure ci-dessus) . Se déplaçant initialement à environ 200 ms-1 , les molécules sont ralenties par leur lutte contre la force centrifuge et sortent depuis le centre de la plaque tournante en se déplaçant à environ 20 ms-1 . Les chercheurs ont jusqu'ici créé une gamme de faisceaux ultrafroids continus , y compris  avec du fluorométhane .

Une caractéristique importante du dispositif est que l'écoulement est pratiquement continu et qu’il n est que brièvement interrompu à un moment donné dans le cycle de rotation . La plupart des molécules ont des énergies cinétiques émergentes qui correspondent à une température de moins de 1 degré K. Cela signifie que si les molécules ont ensuite été recueillies dans un piège , le gaz résultante présentera  une température en dessous de 1 degré  K.

Diagram of the cooling centrifuge: the inner pink and blue electrodes are rotating anticlockwise while the outer green electrode is static. Molecules enter the turntable at bottom left and are guided between the rotating pink electrode and the static green electrode. Molecules at the upper left of the circle are guided into the spiral formed by the pink and blue electrodes. The slowed molecules exit the turntable via a 90% bend at the centre. (Courtesy: Sotir Chervenkov)

Diagram of the cooling centrifuge: the inner pink and blue electrodes are rotating anticlockwise while the outer green electrode is static. Molecules enter the turntable at bottom left and are guided between the rotating pink electrode and the static green electrode. Molecules at the upper left of the circle are guided into the spiral formed by the pink and blue electrodes. The slowed molecules exit the turntable via a 90% bend at the centre. (Courtesy: Sotir Chervenkov) 

Un refroidissement supplémentaire

La centrifugeuse peut être utilisé pour délivrer des quantités abondantes de molécules lentes, qui pourraient ensuite être encore refroidies en utilisant des procédés tels que le refroidissement par évaporation ou la technique Sisyphe . Avec cette  derniere , en 2012, une équipe dirigée par Martin Zeppenfeld de Garching s est montrée capable de créer des gaz moléculaires avec des températures aussi basses que 30 mK .

" Cette centrifugation  est prometteuse pour la preparation  d'échantillons abondants de molécules lentes , lesquelles enpourrait encore être refroidies en route pour atteindre un régimes quantique dégénéré avec des molécules polaires », explique Chervenkov . Il souligne également que ces faisceaux  froids pourraient être utilisés pour faire des expériences impliquant des collisions à basse énergie de molécules , qui donneraient des informations importantes sur le rôle de l'effet tunnel quantique dans les réactions chimiques .

Un membre de l'équipe Gerhard Rempe ajoute que la technique pourrait être appliquée à d'autres applications de refroidissement . « L'universalité de la force centrifuge pourrait également permettre un ralentissement des atomes quand ils ne peuvent être refroidis par laser , et peut-être même avec  des neutrons froids ", dit-il.

La centrifugeuse est décrit dans Physical Review Letters .

À propos de l'auteurHamish Johnston est l'éditeur du physicsworld.com

  Mon commentaire

La course vers les très basses température s’est développé en HOLLANDE  vers la fin du 19 siècle au labo de Kamerling ONNES     et a facilité la préparation de l hélium liquide , si souvent utilisé aujourd’hui ( cf mes travaux avec Jean Claude BARRAL    sur le fluor liquide )..En pratique, on atteint aujourd'hui couramment 0,21 K en faisant évaporer de l'hélium, mais une autre méthode — appelée la « désaimantation adiabatique de substances paramagnétiques » — permet d'obtenir des températures encore plus basses, jusqu'à 10-6 K. Plus récemment , le refroidissement de gaz atomiques bosoniques jusqu'au condensat de Bose-Einstein permet d'atteindre des températures de l'ordre de 10-9 K. C'est cette technique de refroidissement d'atomes par laser qui a été utilisée par les chercheurs du MIT pour atteindre le record de 450 pK.ET toute amélioration astucieuse et économique est bonne a prendre  .BRAVO  pour les chercheurs de GARCHING !

Je vous mets en traduction libre les deux autres articles :

 Integrated quantum circuit is most complex ever

9 comments

New device could be used in quantum processors qui traite d améliorations de dispositifs pour engendrer des photons intriqués  (sujet à la mode!)

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---Burning soil fuels ball lightning

17 comments

Spectroscopy reveals silicon and iron in glowing orb-

 qui traite des éclairs atmosphériques

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