6 :RESUME
Quantum-limited heat conduction smashes long-distance record
Ultra-efficient heat transfer could keep quantum computers cool
Des physiciens en Finlande ont montré qu'il est possible de conduire la chaleur sur des distances macroscopiques presque jusqu’à l'efficacité maximale permise par la mécanique quantique. En dirigeant des photons le long d'un guide d'ondes supraconducteur, les chercheurs ont transféré la chaleur entre deux résistances espacées jusqu'à un mètre de distance - environ 10.000 fois plus qu'auparavant à la limite quantique. Ils disent que leur technique pourrait un jour être utilisée pour aider à refroidir les puces dans les ordinateurs quantiques.
La mécanique quantique nous dit que le flux de chaleur, tout comme un courant électrique, peut être quantifiable. Si un fil est rendu si mince qu'un électron dont la fonction d'onde transversale ne peut assumer aucune configuration possible en se déplaçant le long du fil, alors il existe une limite supérieure à la vitesse à laquelle l'énergie électrique peut être transmise pour toute tension donnée. De même, il y a une vitesse maximale à laquelle l'énergie thermique peut être transférée le long d'un canal unique par connexion d'un bain chaud à un bain froid pour des bains à des températures données. Ceci n’ est que le quantum de conductance thermique, qui est atteint lorsque le bain chaud émet de l'énergie parfaitement, lorsque le bain froid absorbe parfaitement, et qu’ il n'y a aucune perte de chaleur le long du chemin.
Pour un bain chaud à 1 K relié à un plus froid à 0,9 K, la chaleur circule à 100 fW; mille milliardième de ce qui peut partir d'une ampoule à incandescence. Les physiciens ont déjà observé cette «conduction thermique quantique limitée" dans une variété de systèmes physiques; en 2013, par exemple, les chercheurs du Laboratoire CNRS de Photonique et de Nanostructures à Paris ont vu dans un point de contact électronique assis dans un gaz d'électrons 2D. À ce jour, cependant, ces observations ont été limitées à des distances allant jusqu'à 50 um
Les auteurs ont continué les manips en utilisant des photons dans un montage approprié et en réussissant a atteindre des distances plus grandes
MON COMMENTAIRE /Il est surement intéressant de faire rentrer le concept de conductance thermique ( et son corollaire la résistivité thermique) dans la classe des phénomènes quantiques ….Mais lorsqu’ on interroge les chercheurs ils se projettent sur l’utilité possible de leur découverte pour cet ordinateur quantique dont tout le monde rêve !!!C ‘est ce qui me fait immédiatement rigoler sachant ce qu’ il en coute de travailler à d’ aussi basses températures !
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7 : Traduction
Physicists plan to seek Higgs force in atomic spectra
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Isotope shift could provide a table-top test of how the Higgs boson couples to matter
Une nouvelle façon de mesurer la façon dont le boson de Higgs se couple avec d'autres particules élémentaires a été proposée par des physiciens en France, en Israël et aux États-Unis. Leur technique impliquerait de comparer les spectres de plusieurs isotopes différents d'un même atome pour voir comment la force ( du champ) de Higgs entre les électrons de l'atome et son noyau affecte les niveaux atomiques d'énergie.
L'effet de la force de Higgs est minuscule, mais les chercheurs disent que le test impliquerait des technologies qui existent déjà et que certaines des mesures nécessaires ont déjà été faites. La mesure fournirait des informations importantes sur la façon dont le Higgs se couple aux électrons et aux quarks, et viendrait compléter les données tirées de collisions utilisant le Large Hadron Collider (LHC) au CERN.
Après avoir découvert le boson de Higgs au LHC en 2012, les physiciens des particules veulent maintenant comprendre comment il se couple à de la matière telle que les électrons et les quarks. Tout écart de ces accouplements par rapport au modèle standard de la physique des particules pourrait révéler si le mécanisme de Higgs est responsable pour les masses de fermions chargés, y compris l'électron. Une nouvelle façon de mesurer ces écarts a été proposée par Cédric Delaunay du CNRS, France, Roee Ozeri et Gilad Perez de l'Institut des sciences Weizmann en Israël et Yotam Soreq de l'Institut de Technologie du Massachusetts aux États-Unis.
Selon le modèle standard, le couplage Higgs crée une force d'attraction entre l'électron et le noyau. Cette force décroît rapidement avec la distance au noyau, ce qui signifie qu'il aura un effet beaucoup plus important sur les électrons dans les orbitales S (qui se chevauchent sur le noyau) que sur les électrons dans les orbitalesP, D ou F (qui ne le font pas). Les énergies de photons émis quand un électron se déplace à partir d'un niveau P, D ou F d’orbitale à une S orbitale seraient donc plus grandes que si la force Higgs n’était pas présente.
Une façon de voir cette différence serait d'utiliser différents isotopes d'un même noyau. Comme les isotopes auraient un nombre différent de neutrons, la force de Higgs devrait être plus élevée pour les isotopes avec plus de neutrons. Cela conduirait à une différence d'énergie entre la même transition atomique dans différents isotopes – par l’intervention du Higgs.
Le problème est qu'il existe d'autres différences isotopiques intervenant dans les spectres atomiques qui sont beaucoup plus grandes que celles qui sont liées à la force Higgs. Le changement de masse (MS) est liée à l'effet des différentes masses de noyaux isotopiques et à la variation de champ (FS) pour les différentes distributions de charge trouvées dans différents isotopes. Alors que MS et FS sont diaboliquement difficiles à calculer, il existe une relation linéaire bien connue qui relie les paramètres FS et MS aux changements observés.
L'idée de l'équipe est alors de mesurer les variations de deux transitions différentes pour quatre isotopes d'un même atome et d’ afficher les données sur un graphique « Maitre »". S'il n'y a pas de couplage de Higgs, les données seront représentées par une ligne droite. Mais s'il y a un couplage Higgs – comme décrit par le modèle standard - il y aura un petit écart par rapport à une ligne droite. Il est probable que cet écart sera trop faible pour être mesuré, mais si le couplage Higgs est beaucoup plus grand que prévu par le modèle standard, les chercheurs disent qu'il devrait devenir mesurable en utilisant la spectroscopie atomique dans son meilleur état de l’art
Delaunay et Soreq disent à Physicsworld.com qu'une telle mesure pourrait fournir des informations importantes pour les physiciens des particules qui essaient de comprendre comment le Higgs se couple aux quarks et aux électrons - quelque chose qui sera difficile à extraire de données des collisions du LHC. "La méthode que nous proposons est un exemple - le premièr que l’on sache - sur la façon dont des expériences de paillasses pourraient nous donner des informations complémentaires," expliquent-ils. "Il est important de mieux comprendre l'origine de la masse de ces blocs de construction de la matière - est-ce le mécanisme de Higgs, ou d'autres encore et de sources inconnues?"
"Sur le plan qualitatif, leurs arguments a du sens», explique Andrei Derevianko de l'Université du Nevada, Reno. "Cependant, une analyse détaillée de la structure atomique est nécessaire - et ils sont bien conscients de cette nécessité - à faire en sorte que l'effet est en effet aussi grand qu' ils le prétendent."
Marianna Safronova de l'Université du Delaware pense également que la proposition pourrait être viable, mais souligne qu'une expérience réussie aurait à séparer précisément les effets de l'interaction faible. Elle est également d'accord avec la conclusion de l'équipe qui selon laquelle les isotopes d’ ytterbium seraient un bon terrain de chasse pour chercher l'effet, mais ajoute que le calcium peut être un autre candidat viable. Dmitry Budker, un physicien expérimental à l'Université de Californie, Berkeley, a déclaré lui à Physicsworld.com qu'il prévoit de collaborer avec l'équipe pour essayer de faire les mesures. "Il ne sait pas encore quel système spécifique atomique - des atomes et / ou des ions ?-. serait le meilleur pour cela, et il n’ est donc également pas clair où les expériences seront réalisées mais je vois une possibilité passionnante potentielle de procéder à ces tests pour une gamme de systèmes et dans différents laboratoires et installations ".
La proposition est décrite dans une prépublication sur arXiv.
A propos de l'auteurHamish Johnston est rédacteur en chef de physicsworld.com
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MON COMMENTAIRE /J’affirme que la découverte du champ et du boson de HIGGS , n’a pas fait faire un millimètre de plus dans la compréhension que nous donne le modèle standard des particules sur le pourquoi des valeurs des masses …..Ceci étant , si quelqu ‘un veut bien se dévouer à faire des manips sur des mesures ultra précises des niveaux s , p d etc par spectroscopie atomique avec ces isotopes d’ytterbium ….Pourquoi pas ? Et si Cédric Delaunay du CNRS, France, Roee Ozeri et Gilad Perez de l'Institut des sciences Weizmann en Israël et Yotam Soreq de l'Institut de Technologie du Massachusetts aux États-Unis ne le font pas mais se contentent de jouer aux théoriciens prédicateurs , c’est je suppose qu’ ils n’ont pas les appareils ou la connaissance …..Je reommande a mes lecteurs de lire le forum en anglais pour jauger les objections sur les manips de la part de M.ASGHAR et JOHN DUFFIELD
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8 : RESUME
Trees break at fixed wind speed, irrespective of size or species
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Critical speed is derivable from a few simple scaling laws
Pendant les orages, il y a une vitesse critique du vent, de l'ordre de 42 m / s (90 mph), à laquelle presque tous les troncs d'arbres se cassent - Et ceci quelle que soit leur taille ou espèce - selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs en France. En effet, l'équipe a montré que le phénomène de rupture peut être expliqué par une loi d'échelle simple, expliquant pourquoi la vitesse critique du vent est largement indépendante du diamètre, de la hauteur de l'arbre ou des propriétés élastiques de l’essence
Dans un fort vent, un arbre peut se briser suivant l'un des trois mécanismes. Le déracinement peut se produire par rez-de- sol imbibé par la pluie, ou bien si les racines de l'arbre sont pourries. Par ailleurs, si les racines peuvent tenir, il devient alors possible que ce soit le tronc d'arbre qui présente le risque de la rupture - soit par torsion ou, plus couramment, par la flexion. Dans leur étude, Emmanuel Virot et ses collègues de l'Ecole Polytechnique et de l'ESPCI ParisTech se sont concentrés principalement sur ce dernier phénomène, qui est appelée «implantation de tige »
MON COMMENTAIRE / L’article m’ a appris que Leonardo da Vinci, Galileo Galilei et le Comte de Buffon avaient travaillé sur ce sujet que je trouve intelligent et utile ……ET que LA FONTAINE nous a finalement bien résumé dans « le Chène et le roseau »
J’étais personnellement concerné par ce sujet depuis que la tempête de 1999 avait choisi de déraciner l’un des deux arbres très voisins du fond de mon jardin ( un érable sycomore de 15m) de même hauteur et de même ampleur de branches ….. Pourquoi l’un et pas l’autre ,un marronier , m’étais-je dit ???? Le 3 ème un peu plus loin ( un chêne de 25 m) avait résisté !
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9 : TRADUCTION
Theorists disentangle particle identity
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New view on entanglement could boost quantum technology
Depuis des années, les physiciens ont débattu de la manière de quantifier l'intrication de particules identiques. Or, deux théoriciens en Italie viennent de montrer que cela peut être fait en utilisant le formalisme appliqué aux particules généralement non identiques, du moins tant que les particules sont considérées ensemble comme un tout indivisible. Ils prédisent que leur travail pourrait améliorer le traitement quantique de l'information, où l’intrication des particules identiques est essentielle.
L'intrication est purement un processus de mécanique quantique qui permet à deux ou plusieurs particules d’avoir une relation beaucoup plus étroite que ce qui est permis par la physique classique, et tel que la mesure de l'état quantique de l'un d'eux instantanément corrigera celle de l'autre, peu importe à quelle distance elles soient.
Par exemple, si une particule est reconnue avoir son moment cinétique intrinsèque (spin) pointant vers le haut, l'autre sera automatiquement avec son spin pointant vers le bas, et vice versa. Les deux particules sont dites «intriqué au maximum» lorsque, au cours de mesures répétées, les états de spin-up / spin-down et de spin-down / spin-up sur tout axe, sont observés avec la même fréquence. Si dans l'association l un apparait plus souvent que l'autre, alors l'intrication est inférieure à un.
Pour déterminer l’intensité de l’intrication dans tout système quantique particulier, les physiciens calculent l'analogue en mécanique quantique de l'entropie classique connue sous le nom de entropie Von Neumann. À ce jour, toutefois, cette approche a été limitée à ce qui est connu en tant que particules non identiques ou distinctes. Deux quelconques des particules ne sont pas identiques si elles sont de deux types différents, par exemple un électron et un proton, ou alors du même type, mais sont suffisamment éloignées dans l'espace pour que leurs fonctions d'ondes quantiques ne se chevauchent pas.
En revanche, les physiciens ont pu se mettre d'accord sur un moyen de quantifier l'intrication entre les particules identiques. Dans ce cas, les particules sont suffisamment proches pour que leurs fonctions d'onde se chevauchent, et il est impossible de dire si les résultats de deux mesures successives se rapportent à une particule spécifique ou non. En d'autres termes, les corrélations quantiques inhérentes entre les deux particules brouillent les cartes en ce qui concerne la détermination de l'intrication entre elles . Selon Rosario Lo Franco, de l'Université de Palerme, les tentatives pour quantifier l’intrication entre particules identiques "restent techniquement maladroites et pas intuitives» et, dit-il, ne génèrent pas toujours le même résultat.
Dans leur dernier travail , Lo Franco et son collègue Giuseppe Compagno de Palerme ont montré qu'il est possible d'utiliser le formalisme de Von Neumann, même dans le cas de particules identiques. Pour ce faire, ils évitent, comme Compagno le dit, «l'attribution artificielle d’étiquettes non physiques", comme "1" et "2" ou "A" et "B", à deux particules identiques. A la place , ils considèrent les deux particules comme une seule entité décrite par une fonction d'onde exprimée en termes de quantités physiques d'une seule particule.
En faisant cela, les chercheurs ont été alors en mesure de quantifier l'effet du type de particules et la séparation des particules sur l’intrication. Ils ont constaté que deux particules de spin opposé et avec des fonctions d'onde qui se chevauchent partiellement sont plus intriquées quand elles
sont plus rapprochées, et ils ont également constaté que l’intensité de l'intrication dépend de si les particules sont des bosons (ayant un spin entier) ou des fermions (qui ont demi spin -entier ). Mais ils ont constaté que deux particules de spin opposé seront entièrement intriquées quand elles sont situées au même point dans l'espace (dans les limites du principe d'incertitude d'Heisenberg), indépendamment du type de particule.
Ces caractéristiques, disent les chercheurs, permettent la création de ce qu'ils appellent des «portes d’intrications ", dans lesquelles les particules de spin opposé deviennent plus intriquées quand elles sont rapprochées et deviennent totalement intriquées quand elles occupent le même site. En effet, les chercheurs soulignent qu'un tel dispositif a été étudié l'année dernière par les physiciens de l'Université du Colorado aux États-Unis, qui ont montré que deux atomes de rubidium placés dans états de spin opposés sont devenus pleinement intriqués lorsqu'ils sont amenés ensemble à l'aide de pinces optiques.
Lo Franco et Compagno ont également constaté que des particules identiques seront toujours au moins aussi intriquées que des particules non-identiques placées dans le même état quantique. «Cela suggère que des particules identiques peuvent être plus efficaces que des distinctes pour des tâches quantique d’ information basées sur l intrication ," dit Lo Franco.
Nathan Killoran de l'Université d'Ulm en Allemagne estime que la nouvelle recherche contribue à soutenir l'idée que l'intrication entre particules identiques n’est pas seulement un artefact mathématique, comme certains physiciens ont soutenu. Il pense aussi qu'elle pourrait aider les scientifiques à «exploiter les grands magasins d'intrication » contenues dans des particules identiques pour l’utilisation dans des applications telles que l'état de téléportation, la métrologie quantique et la cryptographie quantique. "L’intrication peut être considérée comme un« carburant »pour de nombreuses technologies quantique de l'information," dit-il.
La recherche est publiée dans la revue Nature rapports scientifiques.
A propos de l'auteurEdwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome
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Mon commentaire : l’auteur de l’article de PHYSICS WORLD n’a pu (selon moi) que difficilement résumer le travail de FRANCO /COMPAGNO….J’encourage mes lecteurs intéressés par ce travail à aller consulter l’original sur la revue Nature …..Le concept de non localité n n’est pas spécifiquement concerné par cette étude , tout au contraire consacrée à l’influence des recouvrements de propriétés quantiques dans l’intrication pleine ou partielle ….. Je vous en présente une photo essentielle !Figure 3
(A) Entanglement
Cela fait longtemps que j’ai expliqué ici les divers sens de l’entropie et je rappelle pour les lecteurs curieux que ce n’est qu’en 1957, qu’Edwin Thompson Jaynes démontra le lien formel existant entre l'entropie macroscopique introduite par Clausius en 1847 puis par Boltzmann , la microscopique introduite par Gibbs, et l'entropie mathématique de Shannon ( dite de VON NEUMANN pour le sens quantique). Cette découverte fut qualifiée par Myron Tribus de révolution passée inaperçue…
EN RESUME, dans la théorie de l’information les systèmes sont modélisés comme transmetteur , canal , receveur ….L’entropie est une mesure de l’imprédictibilité du contenu de l’information car tout canal peut se révéler imparfait et générer du « bruit » ….. et que l’entropie de SHANNON de ce texte désigne la valeur moyenne attendue de l’information contenue dans tout message
A SUIVRE
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble