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LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /PHYSICS WORLD COM / JANVIER 2016 -1 ere partie

Publié le 18 janvier 2016 par 000111aaa

Il est nécessaire de revenir à la réalité du travail expérimental  du physicien  et je vous le propose en ce début d’ année   avec  un résumé et une  traduction  copieuse

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1 :RESUME

 Je ne vous ai ni traduit ni résumé  le début du premier article car nous n’avons que faire de la modification survenue dans le haut  état-major du CERN/GENEVE ….Que la directrice générale soit maintenant une italienne  , FABIOLA GIANOTTI   et le directeur des recherches Eckhard Elsen devra vous suffire ! Vous vous doutez bien qu’ ils ont choisi des physiciens   déjà depuis longtemps  dans la boutique !

Je n’ai gardé que la traduction de ce qui m’intéresse  scientifiquement, c’est à dire, les quelques indications sur les tendances du programme à venir

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-«  Elsen déclare  que le CERN est "proche de l'achèvement pour savoir  comment financer" HL-LHC, ajoutant que cela coûterait environ 500 M € pour ATLAS et CMS, tandis que le prix à payer pour les autres expériences tournera  autour de 60 M €. Bordry est d’ accord avec Elsen  sur le fait que HL-LHC reste une grande priorité pour le laboratoire. "Nous  en avons maintenant tous les plans», dit-il. "Nous devons donc mettre  tout en œuvre."

 Les administrateurs du CERN sont aussi intéressés à ce qui va venir après  LHC. Bordry souligne deux études,  dirigées par le CERN, pour les collisionneurs de particules futures qui remplaceraient le LHC. "Le rôle de directeur est un rôle de stratégie», a dit Bordry. «Mon rôle est de préparer l'avenir du CERN et la physique des particules."

Le premier  design est le Collisionneur linéaire compact (CLIC), qui  cognerait  électrons et positrons ensemble à 3 TeV. Contrairement aux  protons - qui sont faits de quarks - électrons et  positrons sont des particules fondamentales, ce qui signifie que leurs collisions produisent beaucoup moins de particules indésirables. En conséquence, un tel collisionneur pourrait être utilisé pour effectuer des mesures de haute précision  sur le  boson de  Higgs ainsi que sur  d'autres particules que le LHC peut trouver dans le futur. La construction du CLIC pourrait commencer dans les années 2030 lorsque le LHC s’arrêtera.

L'autre est un collisionneur circulaire , une  machine à proton-proton beaucoup plus ambitieuxse qui pourrait fonctionner à 100 TeV pour  rechercher de nouvelles particules. Un tel collisionneur aurait une circonférence de 80 à 100 km, ce qui  le rendrait  beaucoup plus grand que les 27 km LHC actuels . Bordry choisit  de garder ses options ouvertes en termes de développement de nouvelles technologies. "Nous devons aussi regarder comment les plasmas pourraient être utilisés pour conduire un faisceau de protons," dit-il.

A propos de l'auteur/Michael Banks est rédacteur de nouvelles de Physics World

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 MON COMMENTAIRE :Le battage fait l’an dernier sur le boson de HIGGS  ne doit pas dissimuler   que l’on espérait  ( surtout du côté américain ) des indices d’apercevoir des  particules supersymetriques  …Or on n’ a rien vu sauf quelques  associations de quarks  nouvelles   et je ne parierai pas mon  vieux chapeau sur l’importance des découvertes faites cette année à plus forte énergie de chocs ……Surtout dans le domaine expliquant la »matière noire » !Alors ce qu’ il adviendra du CERN  dans quinze ou vingt  ans me semble plus du ressort des ministres des Finances  des pays qui le subventionnent !

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2 : TRADUCTION  : «  DU BORE  , STRUCTURĖ A LA MODE DU GRAPHENE » clament les chercheurs !

Graphene-like boron made for the first time, claim researchers

3 comments

Just one-atom thick, "borophene" has quirky electronic and mechanical properties

Scanning tunnelling microscope image of the borophene surface

New wonder material: borophene corrugations

Les premiers  films  de bore qui  présenteraient  un seul atome d'épaisseur viennent d etre produits par une équipe de chercheurs de plusieurs instituts aux États-Unis. Une étude préliminaire de  cette matière ultra-mince appelé "borophene" suggère qu'elle afficherait  une variété de propriétés fascinantes et potentiellement utiles, y compris  celles d’une  conductivité  dirigée .Cependant, contrairement  au graphène - qui comprend une couche unique d'atomes de carbone - les films de bore ne  sont pas autoportante et sont fixés  sur  substrat métallique.

Depuis que  le graphène a été isolé pour la première fois  en 2004, les physiciens ont été surpris par ses propriétés extraordinaires, allant d’une  très haute conductance à  une très haute résistance mécanique. Ce «matériau miracle» a également inspiré les chercheurs pour essayer de rendre des  films minces atomiquement autonome d’autres matériaux,, et  aussi d'explorer leurs propriétés.

Le bore est un des éléments les plus fascinants de la table périodique: il est très réactif, en formant deux et trois centres de liaison  très forts et très délocalisés qui ne sont pas vraiment ni  ionique, ni covalent ou métallique. Le bore  dispose de 16 structures cristallines connues  (ou allotropiques), mais jusqu'à récemment, il n'y avait pas de forme 2D connues. Prédire ce à  quoi  une telle structure pouvait ressembler était difficile parce que, contrairement  au carbone, qui forme  déjà des couches 2D dans le graphite, le bore n'a pas de formes allotropiques en  couches.

En 2007 Hui Tang et Sohrab Ismail-Beigi à l'Université Yale ont proposé deux  configurations 2D possible, les structures monocouches autonomes regroupant des réseaux de liaison hexagonales avec les postes vacants périodiques. Puis en 2014 Lai-Sheng Wang de l'Université Brown et ses collègues ont découvert une nanoparticule comprenant 36 atomes de bore qui pourraient former une section de l'une des feuilles (appelées l'α-feuille). Toutefois, dans le même mois, Artem Oganov et ses collègues de l'Université de Stony Brook ont ​​conclu qu'une telle feuille serait très instable. Des progrès ont été réalisés l'année dernière lorsque les chercheurs en Chine trouvent qu'une structure de seulement deux atomes d'épaisseur a été produit avec  un mélange de bore et d'oxyde de bore chauffé à 1100 ° C et passé sur un substrat de cuivre.

Aujourdhui l'équipe Stony Brook a uni ses forces avec des physiciens à Argonne National Laboratory et à l'Université Northwestern pour  créer et caractériser deux différentes  formes  de  structures de bore qui auraient  à la fois l’ épaisseur d'un atome – et seraient  inédites. Ils l'ont fait par le dépôt d'atomes de bore sur un substrat d'argent à des températures allant de 450 à 700 ° C. Une structure est décrite comme une phase homogène métastable et l'autre, comme  une phase stable ondulée avec  "rayures". Andrew Mannix Northwestern explique que ces deux nouvelles structures sont différentes des films ultra-minces de bore qui ont déjà été créés par d'autres équipes. Cec iparce que les films précédents sont des  analogues 2D de phases 3D qui ne sont pas vraiment  de nouvelles structures

L'équipe a travaillé sur les structures atomiques des nouvelles phases en utilisant diverses techniques d'analyse telles que la microscopie à effet tunnel et la diffraction d'électrons. Cela a impliqué  de se joindre avec le groupe Stony Brook et en utilisant leur algorithme de prédiction de structure  pour  conclure que la phase rayée stable devrait comprendre un treillis ondulé rectangulaire d'atomes de bore. Cette information a ensuite été utilisée pour calculer  à quelle structure ce balayage à effet tunnel et microscopie électronique des données de diffraction pourrait ressembler. Les données expérimentales étaient compatibles avec ces calculs, conduisant les chercheurs à conclure que leur structure prédite est en effet correcte

En combinant ses données expérimentales limitées avec la théorie, l'équipe prédit que la structure pourrait avoir des propriétés intéressantes. Ceux-ci comprennent une conductivité électrique qui dépend de la direction du flux de courant. La matière semble être un métal selon la direction des bandes, alors qu'il présente des signes d'une largeur de bande interdite de semi-conducteur comme courant circulant à travers pour les bandes. Une anisotropie similaire est prévue dans les propriétés mécaniques, avec le matériau étant deux fois plus rigide (et plus rigide que le graphène) le long des bandes comme il est dans les rayures.

Les films étudiés par l'équipe restaient fixés sur le substrat d'argent et une question clé est de savoir si oui  ou non la structure  en monocouche peut être  rendue  autoportante. Oganov est sceptique: " Il ya des miracles  qui se produisent, et peut-être du bore libre ainsi  sera  l'un d'eux, mais je  peux avoir des doutes." Il ajoute: «[ne pas être libre ainsi ] est un inconvénient évident, mais ça apporte aussi des avantages très clairs: le graphène reste  graphène si vous en   mettez sur une surface ou une autre , mais en choisissant le substrat approprié vous pourriez régler l'état électronique. de bore 2D ... Vous pourriez créer ainsi  un tout nouveau monde de Bore 2D "

Lai-Sheng Wang est impressionné. «Je pense que ce sont certainement des résultats très crédibles», dit-il. «Je ne vois pas vraiment une faiblesse." Il ajoute, cependant, que «Pour une monocouche isolée, la structure la plus stable est   celle avec les postes vacants hexagonaux . Il n'y a pas de vacance hexagonale dans ces structures mais je pense qu’avec  les conditions appropriées ça  peut être formé."

En effet, en Septembre i à 2015 Boris Yakobson et ses collègues de l'Université de Rice au Texas ont prédit qu’une structure contenant ces postes vacants serait formeé sur l'argent. Travaillant indépendamment, Kehui Wu et ses collègues de l'Institut de Physique de Pékin affirment maintenant, dans une prépublication arXiv sur, avoir détecté la structure de Yakobson expérimentalement.

La recherche est publiée dans Science.  Voici les références

“REPORT:Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs

Andrew J. Mannix1,2, Xiang-Feng Zhou3,4, Brian Kiraly1,2, Joshua D. Wood2, Diego Alducin5, Benjamin D. Myers2,6, Xiaolong Liu7, Brandon L. Fisher1, Ulises Santiago5, Jeffrey R. Guest1, Miguel Jose Yacaman5, Arturo Ponce5, Artem R. Oganov8,9,3,*, Mark C. Hersam2,7,10,*, Nathan P. Guisinger1,*

A propos de l'auteur :Tim Wogan est un écrivain de science basée au Royaume-Uni

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  MON COMMENTAIRE /Il ne doit pas y avoir  un seul de mes lecteurs  , ayant eu le privilège comme moi  , d’avoir effectué son doctorat  avec JEAN CUEILLERON   , professeur à la  FACULTE DES SCIENCES DE LYON   et spécialiste   de l’obtention du bore  élémentaire .Le voir en borax ,  borates ou en boranes  est courant  mais c’est  très rare sous forme de bore pur…. C’est une poudre de couleur brune  ou noire si on réussit à la rendre massive 

 Compte tenu de sa trivalence  il est aisé  de  dessiner  un schéma /2D  de type :

 B –B—B –B et d y intercaler juste  en dessous , entre les milieux des liaisons  atome - atome une autre chaine de même  type . vous obtenez deux rails d’atomes décalés … Les résultats sont donc très plausibles mais si la monocouche est tributaire  d’un support métallique cela change les utilisations éventuelles, surement très intéressantes

 A suivre

  


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