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Il me faut prévenir mes lecteurs : je ne leur traduis pas les articles dédiés aux honneurs, récompenses , nominations et autres annonces de nouveaux projets scientifiques internationaux ou nationaux ….Tout cela ( faire « de ,la com » ainsi qu’ils disent ) présente pour le si vieux papy que je suis devenu , un champ d’intérêt faible ….
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1 : RESUME
Ring laser reveals subtle seismic motion
Underground gyroscope tracks rotational movement in the Earth's crust
Un gyroscope à laser enfoui profondément sous la montagne du Gran Sasso en Italie centrale a fait les premières mesures souterraines en profondeur du mouvement de rotation que les ondes sismiques produisent dans la croûte terrestre. La capacité de faire de telles mesures pourrait stimuler notre compréhension des contraintes que les roches subissent avant de déclancher un tremblement de terre , prédisent les scientifiques qui ont mené la recherche.
Les tremblements de terre libèrent les grandes quantités d'énergie qui se sont accumulées sous la forme d'ondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions de l'épicentre du séisme. Lorsque ces ondes atteignent la surface de la Terre, elles s peuvent contraindre le sol à se déplacer le long d'un ou plusieurs axes orthogonaux - de haut en bas, en arrière et côté à l'autre. Mais les ondes sismiques peuvent également générer de beaucoup plus petits mouvements de rotation, dans lesquels la masse du sol tourne autour d'une ou plusieurs des trois axes.
Selon Gilberto Saccorotti de l'Institut national italien de géophysique et de volcanologie (INGV), ce mouvement de rotation est important à mesurer pour un certain nombre de raisons. D'une part, les sismologues peuvent déterminer la vitesse d'une onde sismique - et ainsi mieux comprendre le type de roche, à travers lequel il se propage - en comparant les amplitudes des mouvements de rotation et de translation que l’onde génère. D’autre part de meilleures mesures de rotation au sol durant de forts séismes permettraient de dégager des règles de construction plus robustes.
"Le mouvement circulaire, comme le mouvement horizontal, peut être très dangereux", dit-il. "Les structures n’ont pas été conçues en général dans cet esprit, mais sont plutôt destinées à résister à des forces verticales, à savoir leur propre poids.
Le gyromètre- laser ( je vous en ai parlé , il ya peu )est un capteur de vitesse angulaire (basé sur l'effet Sagnac et mettant en œuvre un rayon laser. Celui-ci parcourt un circuit optique fixé de façon rigide au sol dans les deux sens, l’interférence des deux rayons va dépendre de la vitesse de rotation de l’ensemble est conçu spécifiquement pour mesurer le mouvement de rotation. . Le décalage de fréquence reflète la vitesse à laquelle le sol tourne. Ces instruments (en Allemagne, Nouvelle-Zélande et États-Unis) ont été a la base de la détection de rotation des mouvements de terrain pendant des tremblements de terre durant les deux dernières décennies, mais le fait que ces instruments soient situés au niveau ou juste au-dessous du niveau du sol les expose à des perturbations - qu'elles soient d'origine naturelle ou d’origine humaine – qui surviennent à la surface de la Terre.
Dans son dernier travail , Saccorotti et ses collègues de l'INGV et de l'Institut national italien de physique nucléaire (INFN) ont utilisé un laser en anneau appelé GINGERino, composé de quatre 3,6 m de long côtés montés sur un bloc de granit. Installé 1400 m sous terre au Laboratoire national du Gran Sasso, le dispositif est largement protégé contre les petites variations de pression d'air qui peut troubler lasers en anneau à des profondeurs moins profondes. Il est le précurseur d'une expérience appelée « gyroscopies en relativité générale » (GINGER), qui utilisera au moins trois grands lasers annulaires disposés perpendiculairement les uns aux autres pour essayer de mesurer l'effet très subtil appelé précession Lense-Thirring ou frame-dragging en anglais)….. C’ est un phénomène astrophysique de faible ampleur prédit par la relativité générale d'Albert Einstein et qui aurait un effet significatif autour d'objets en rotation très rapide et dans un champ gravitationnel extrêmement fort, comme un trou noir de Kerr. Il s'agit d'une correction relativiste apportée à la précession gyroscopique d'un corps dont la masse et la vitesse angulaire appartiennent à un ordre de grandeur qui échappe à l’échelle de la mécanique newtonienne…..
En utilisant GINGERino, le groupe INFN-INGV a été en mesure d'enregistrer un tremblement de terre magnitude -sept qui a eu lieu sous l'océan Atlantique au cours d'une semaine de Juin 2015. Les chercheurs disent que bien que leur données présentaient un signal- rapport bruit mauvais, ils étaient encore capables de détecter le mouvement de rotation générée par les ondes sismiques du séisme dans la roche entourant le laboratoire.
Selon Saccorotti, le résultat montre la faisabilité de l'installation d'une expérience à long terme dans le laboratoire du Gran Sasso - que ce soit celle de GINGER ou un seul, mais plus grand laser en anneau. Un tel dispositif serait susceptible d’enregistrer systématiquement les mouvements du sol de rotation sur une période de deux à quatre ans. Cela permettrait l'étude détaillée de la déformation élastique de la roche provoquée par l'accumulation progressive de l'énergie à travers une faille géologique avant un tremblement de terre. "Cette déformation peut inclure un mouvement de rotation, etavoir un dispositif très sensible dans un environnement à faible bruit ouvre des possibilités intéressantes pour l'étude d'un tremblement de terre potentiel
MON COMMENTAIRE / Je ne suis pas spécialiste en sismologie et en suis resté sur la conclusion d’une quasi –impossibilité de détection préventive à COURT TERME d’un séisme ; Ce point préoccupe tous les ingénieurs du Nucléaire sachant comment un tel phénomène peut contraindre en particulier les éléments de construction d’un système de refroidissement d’un réacteur ….. Donc le travail de SACCOROTTI est utile !Quant à la vérification de la Relativité générale par la mesure de l’effet LENSE - THIRRING le satellite Gravity Probe B, lancé en 2004 par la NASA, a confirmé en 2011 sa présence , avec les ordres de grandeur prévus ……ENCORE BRAVO EINSTEIN!
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2/TRADUCTION
Computer program dreams up new quantum experiments
5 comments
Algorithm uses chance to devise scenarios that are beyond human imagination
La mécanique quantique est si difficile à comprendre que même les experts ne font pas totalement confiance à leur intuition - et c’est ce qui rend difficile pour les physiciens de proposer de nouvelles expériences qui mettraient la théorie à l'épreuve. Pour l’heure , les physiciens de l'Université de Vienne en Autriche ont mis au point un algorithme informatique pour concevoir de nouvelles expériences quantiques allant au-delà de nos rêves les plus fous.
L'idée a été développée par un étudiant diplômé Mario Krenn et ses collègues, dans le groupe du-physicien quantique Anton Zeilinger. L'algorithme est surnommé "Melvin", et l'équipe estime qu'il pourrait être en mesure d'explorer les propriétés et les comportements de systèmes quantiques jusque-là inconnus. Ce faisant, Melvin prendrait en charge la complexité d’ expériences quantiques situées à un niveau au-delà de l'imagination des designers humains.
Ces expériences comprennent celles dont l'objectif particulier est de réaliser l'intrication quantique entre beaucoup de particules. Les méthodes expérimentales pour réaliser une telle intrication de deux ou de très peu de particules sont bien connues. Mais l'intrication est si contre-intuitive que cela peut être très difficile de voir comment combiner les expériences en "blocs de construction" conçus pour atteindre un état plus compliqué, comme l'intrication en "grande dimension" et grdant un grand nombre de degrés de liberté des particules.
Melvin fonctionne sur cet encombrement d’ idées préconçues humaines. L'algorithme est fourni avec un ensemble de composants expérimentaux standards tel qu'il puisse les combiner et les remanier pour atteindre l'objectif souhaité. Ces éléments consistent en dispositifs aptes à manipuler les trajectoires et les propriétés quantiques des photons. Ceux-ci comprennent des séparateurs de faisceau, qui peuvent envoyer un photon dans deux directions possibles, les mettant ainsi en superposition de deux états quantiques.
Melvin commence par l'assemblage au hasard des éléments de cette boîte à outils, et voit si l'une des configurations réalise l'objectif expérimental. Si oui, Melvin simplifie alors l'agencement des éléments, autant que possible avant de délivrer la configuration finale à l'utilisateur. Si le but n’est pas atteint, il recommence avec un autre arrangement aléatoire. Après généralement plusieurs jours de calcul sur un ordinateur portable standard, Melvin peut offrir plusieurs solutions optimisées pour la tâche spécifiée.
L'idée a jailli , dit Krenn, lorsque son collègue Mehul Malik s’est demandé si une forme particulière de grande dimension pour 'un état quantique appelé Etat Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) (qui implique trois ou plus de particules intriquées) pouvait être créé. «Plusieurs d'entre nous ont essayé pendant un certain temps pour trouver un moyen de le mettre en œuvre expérimentalement» - mais sans succès, dit-il. Finalement , Krenn dit, "il m est apparu que mon intuition sur la façon dont cette mise en place fonctionnait était mauvaise -. Essentiellement tout ce que je faisais c’était de deviner! Et je pense que cela est quelque chose que l'ordinateur peut faire aussi bien, mais quelques milliers de fois plus rapidement que moi. "
Dans sa première démonstration, Melvin a traité 51 nouveaux types d'expérience pour créer des états GHZ de grande dimension. Dans une deuxième mise en œuvre, l'équipe de Vienne a trouvé comment réaliser des transformations cycliques des états de photons, de telle sorte qu'une séquence de transformations fasse retourner finalement le photon à son état initial. De telles séquences pourraient être utiles dans le traitement de l'information quantique. Ici, Melvin a trouvé de bonnes solutions ,dans environ 10 puissance 22 configurations possibles ,de blocs de construction expérimentaux - et a finalement été en mesure de réduire le nombre d'éléments nécessaires à seulement quatre. Krenn et ses collègues ont commencé à mettre en œuvre certaines des solutions de Melvin au laboratoire.
C’est parce que Melvin ne suit pas le raisonnement intuitif, les chercheurs soulignent , qu’il n’est pas lié par nos idées conventionnelles sur la façon d'atteindre un objectif. Ils suggèrent que, selon certaines définitions c’est cela qui rend Melvin véritablement créatif. Certaines des solutions peuvent toutefois défier l'intuition, même si la réponse est déjà reconnue pour être correcte. Dans les expériences proposées pour faire un état de GHZ de grande dimension, Krenn admet qu'il reste encore perplexe sur ce qui se passe exactement. "Il y a une étape très complexe pour lequel je peux écrire chaque étape mathématiquement, mais qui est très difficile à expliquer intuitivement," dit-il. "Je pense que c’est unique en physique quantique," ajoute-il. Il espère que cette confusion de l'intuition apparaitra d'autant plus commune avec la complexité croissante des tâches que Melvin s'attaquera.
"Ceci est une idée très intelligente, et je peux prédire que beaucoup pourra être fait avec elle», dit Daniel Greenberger du City College de New York, spécialiste des aspects fondamentaux de la théorie quantique. Elle fonctionnera d autant mieux, dit-il, "qu’il y aura seulement un nombre fini de pièces d'équipement et un nombre fini de différentes expériences qui ne sont pas trop compliquées". Mais Melvin ne va pas inventer de nouvelles théories, Greenberger met en garde. " Des arrangements de pensée totalement nouveaux sont au-delà, au moins dans un avenir prévisible,et il ne remplacera pas encore la communauté scientifique."
La recherche est décrite dans une prépublication sur arXiv et dans un document qui sera publié dans Physical Review Letters.
A propos de l'auteur
Philip Ball est un écrivain scientifique et communicateur au Royaume-Uni
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MON COMMENTAIRE /Nous touchons ici a un territoire qui jouxte la physique et la métaphysique et cela ne m’étonne pas de la part de Anton Zeilinger qui disputera peut etre le NOBEL un jour à A.ASPECT pour son travail sur l’intrication ! Ii y a dans cet article l’idée que la mécanique quantique se traite dans un espace mental humain mal conformé pour l’expérimenter et la mathématiser complètement. Que faire d’autre alors que de jouer avec les algorithmes et les lois statistiques pour dépasser les complexité du hasard profond !......Mais , en théorie de la complexité , savoir si P = NP ou P ≠ NP, est une question ouverte qui fait partie des problèmes les plus importants et restés non résolus en mathématiques à ce jour……ON PEUT TOUJOURS ESPERER DES MATHS SAUF DEPASSER GODEL ET CHATIN ! Mes lecteurs peuvent lire sur le forum la reflexion d’ASGHAR que je recopie partiellement : « The problem is not with with the so-called complexities of QM, but the classical terrain of CM ( classical mecanics ) used to explore its working…..”
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3/RESUME
Fixing the Sun's magnetic sway on cosmic rays
New formula accounts for seasonal changes in solar-wind's effects on cosmic rays
En utilisant les données publiées récemment de la mission du satellite Voyager I, des chercheurs américains ont mis au point une formule nouvelle et précise qui décrit l'influence du Soleil sur les rayons cosmiques. Les rayons cosmiques - particules chargées de très haute énergie provenant de l'extérieur du système solaire et voyageant près de la vitesse de la lumière - sont étudiés par de nombreuses expériences, car ils mettent en lumière quelques-uns des phénomènes les plus violents de l'univers. Les chercheurs espèrent que leur formule permettra d'améliorer l'analyse des données de rayons cosmiques, par une meilleure prédiction sur la façon dont ces particules sont affectées par le vent solaire.
C’est en partant des données de Payload for Antimatter/Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics (PAMELA) experiment and the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) Ilias Cholis de Johns Hopkins University , Baltimore avec ses collegues de Fermi National Accelerator Laboratory et University of Chicago
MON COMMENTAIRE /rien de special à dire :il y a bien une variation saisonniére mathématisable !
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A SUIVRE
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble