Le monde selon la physique/physics world/may 2017 /1

Mes lecteurs pourront continuer à suivre les découvertes ou les développements de la physique anglo saxonne   par le moyen de mes traductions personnelles du « PHYSICS WORLD COM » .J’indiquerai les sites où il sera possible de me suivre ….Mais d’ores et déjà sachez que « SCIENCES-ENERGIES- ENVIRONNEMENT  blogger  reçoit mes articles du  NOUVEL OBS …La seule exception est les articles du   séjour que je viens d’achever aux USA  où je n’ai pas pu me rebrancher sur blogger

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1 : résumé :L'interférométrie atomique se réchauffe avec un dispositif à vapeur chaude

I

cs

Atom interferometry heats up with warm-vapour device

New technique could be used in compact atomic sensors

Un interféromètre atomique qui ne doit pas être refroidi à des températures cryogéniques a été créé par des physiciens aux États-Unis. Le nouveau dispositif utilise une cellule de vapeur chaude. L'absence d'équipement de refroidissement volumineux  (quelques millionième de degré kelvin) signifie que l'appareil pourrait éventuellement figurer parmi la gamme  des capteurs atomiques simples conçus pour   diverses  applications, y compris des mesure d’ accélérations avec une grande précision.

Les interféromètres atomiques reposent sur le principe que les particules de matière ont des propriétés ondulatoires. Comme les interféromètres optiques, ils mesurent les franges d'interférence produites lorsque les deux moitiés d'un faisceau fendu sont envoyées le long de chemins différents puis recombinés. Mais plutôt que d'utiliser des composants faits de matière pour diviser et réfléchir des faisceaux de lumière, ils font l'inverse - généralement en utilisant des faisceaux laser pour manipuler des faisceaux d’ondes de matière.

Les interféromètres d'atomes sont plus sensibles que leurs homologues optiques parce que les ondes de la matière qu'ils mesurent voyagent plus lentement que la lumière. Cela signifie que la phase des ondes change sur des periodes  de temps plus longues . Cela les rend idéaux  pour des mesures de haute précision, telles que la recherche de variations dans la constante de structure fine ou la vérification du principe d'équivalence. Ils sont également utilisés dans les capteurs inertiels pour effectuer des mesures de position ou de rotation très précises, par exemple.

Dans son  dernier travail, Grant Biedermann et ses collègues de Sandia National Laboratories au Nouveau-Mexique adoptent une approche  impliquant une vapeur d'atomes de rubidium maintenue à 39 ° C dans une cellule de 10 cm de long. L'idée est de réduire la propagation de la vitesse des atomes non pas en limitant leur énergie thermique dans son ensemble, mais en sélectionnant deux sous-groupes d'atomes avec des vitesses très précises. Les chercheurs l'ont fait en utilisant deux lasers Raman à contre-propagation, qui excitent d'abord les sous-ensembles avec des vitesses opposées, puis les "bousculent" selon différentes trajectoires pour créer l'interféromètre.

Dans un commentaire qui accompagne le document du groupe Sandia dans Physical Review Letters, Carlos Garrido Alzar de l'Observatoire de Paris en France établit une analogie avec l'interférométrie optique. Les appareils atomiques existants, dit-il, fonctionnent comme un laser - une source de lumière cohérente - alors que l'utilisation d'une vapeur chaude est comme «rechercher des effets interférométriques à l'aide de la lumière incohérente blanche d'une ampoule commune».

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2 /Le refroidissement de la cavité s'étend sur plusieurs atomes

Schéma montrant le processus de refroidissement

Cavity cooling extended to multiple atoms

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et al / Physical Review Letters)">et al / Physical Review Letters)">et al / Physical Review Letters)">Cool technique: the cavity is tuned to absorb scattered light

Cool technique: la cavité est accordée pour absorber la lumière diffusée

Des physiciens aux États-Unis ont été les premiers à refroidir de multiples atomes à l'aide d’un  refroidissement par cavité - une technique qui a été limitée jusqu’ici  au refroidissement d’ atomes uniques. En plus de permettre de créer une gamme plus large de gaz atomiques ultra-abondants, cette percée technique  pourrait conduire au refroidissement d’ ensembles de molécules. Le refroidissement dans une cavité optique implique la diffusion de photons d'un atome (ou d'autres petits objets) de sorte que les photons dispersés aient plus d'énergie que les photons incidents. Cela réduit le mouvement aléatoire de l'objet et donc sa température. Ce processus peut être réalisé de manière très efficace en accordant la cavité afin d'absorber facilement les photons dispersés. Le refroidissement par cavité est attrayant car il ne nécessite pas que l'atome ait des niveaux d'énergie spécifiques. Ceci est contraire aux techniques de refroidissement par laser, qui ne fonctionnent que si les atomes peuvent subir des transitions entre des niveaux d'énergie  bien spécifiques. Le piégeage d'un grand nombre d'atomes dans une cavité finement accordée, cependant, reste  très difficile, mais d ores et déjà , Vladan Vuletič et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology l’ ont réussi . Ils ont réussi à refroidir quelques centaines d'atomes de césium depuis une température de 200 μK jusqu’à 10 μK . En écrivant cela dans Physical Review Letters, l'équipe souligne également que sa technique pourrait être modifiée pour traiter des ensembles de molécules, ce qui est très difficile à faire en utilisant un refroidissement au laser.

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Why colliding space dust emits radio waves

Pourquoi la collision  de la poussière astrale  émet des ondes radio

Le mystère de longue date de la raison pour laquelle les ondes radio sont émises lorsque les poussières spatiales  de taille nanométrique et du micron entrent en collision avec un engin spatial a peut-être été résolu par Alex Fletcher et Sigrid Close à l'Université de Stanford aux États-Unis. La recherche suggère que les émissions associées aux collisions de poussière pourraient être responsables de certaines pannes électriques à bord des satellites. Fletcher et Close , se sont basés  sur des travaux antérieurs suggérant que lorsqu'une particule de poussière frappe une surface de satellite, elle vaporise et ionise du matériau, créant un nuage de poussière, de gaz et de plasma qui se développe dans le vide de l'espace. La paire suppose que les électrons dans le plasma en expansion se déplacent plus rapidement que les ions beaucoup plus lourds, en  créant un grand champ électrique. Les simulations informatiques effectuées par Fletcher et Close suggèrent que c’est  le mouvement cohérent des électrons dans ce domaine électrique qui  génère les ondes radio - cependant, les émissions radio prévues sont plus fréquentes que celles mesurées dans les expériences de laboratoire. Les chercheurs font maintenant une étude plus détaillée du mouvement des électrons et de l'effet de la poussière sur le processus. La recherche est décrite dans Physics of Plasmas

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 4 /RESUME /Une puce optique amène  une résolution à l'échelle nanométrique pour les microscopes

3 mai 2017 1 commentaire

cs

Optical chip gives microscopes nanoscale resolution

1 comment

Low-cost device could boost the use of super-resolution microscopy

Images microscopiques prises à l'aide de la puce

Super résolution: image prise à l'aide de la nouvelle puce

Une puce photonique qui permet à un microscope conventionnel de travailler avec une  résolution à l'échelle nanométrique a été développée par une équipe de physiciens en Allemagne et en Norvège. Les chercheurs affirment qu’ en ouvrant  la nanoscopie à beaucoup plus de personnes, la puce optique produite en masse offrira  également un champ de vision beaucoup plus large que les techniques de nanoscopie actuelles, qui reposent sur des microscopes complexes.

La nanoscopie, qui est également connue sous le nom de microscopie de super résolution, permet aux scientifiques de voir des caractéristiques inférieures à la limite de diffraction - environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière visible.Elle peut être utilisée  pour produire des images avec des résolutions jusqu'à 20-30 nm - environ 10 fois mieux qu'un microscope normal. De telles techniques ont des implications importantes pour la recherche biologique et médicale, avec  un potentiel pour fournir de nouvelles idées sur les maladies et d'améliorer les diagnostics médicaux.

"La résolution du microscope optique standard est essentiellement limitée par la barrière de diffraction de la lumière, ce qui limite la résolution à 200-300 nm pour la lumière visible", explique Mark Schüttpelz, physicien de l'Université de Bielefeld en Allemagne. "Mais de nombreuses structures, en particulier les structures biologiques, comme les compartiments  cellulaires, sont bien en deçà de la limite de diffraction. Et Ici, la super-résolution ouvrira de nouvelles idées  sur  les cellules, visualisant les protéines 'au travail' dans la cellule afin de comprendre les structures et la dynamique de cellules."

Il existe un certain nombre de techniques de nanoscopie différentes qui s'appuient sur des colorants fluorescents pour étiqueter certaines molécules dans l'échantillon. Un microscope spécial illumine et détermine la position des molécules fluorescentes individuelles avec une précision nanométrique pour construire une image. Le problème avec ces techniques, cependant, est qu'ils utilisent des équipements coûteux et complexes. "Il n'est pas très simple d'acquérir des images super résolues", explique Schüttpelz. "Bien qu'il existe des nanoscopes assez coûteux sur le marché, des opérateurs formés et expérimentés sont tenus d'obtenir des images de haute qualité avec une résolution nanométrique".

Pour faire face à cela, Schüttpelz et ses collègues ont contourné les techniques actuelles. Au lieu d'utiliser un microscope complexe avec une simple glissière en verre pour contenir l'échantillon, leur méthode utilise un microscope simple pour l'imagerie combiné avec une puce optique complexe, mais produite en masse, pour contenir et éclairer l'échantillon.

"Notre technologie de puce photonique peut être adaptée à n'importe quel microscope standard pour le convertir en un nanoscope optique", explique Balpreet Ahluwalia, physicien de l'Université Arctique de Norvège, qui a également participé à la recherche

Mon commentaire   :il se rallie à celui de ASGHAR  qui trouve la découverte tres utile

 (The chip is described in Nature Photonics).

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:Un gigantesque  "tsunami"  en R.X  repéré près du pôle   de notre galaxie 

Gigantic X-ray "tsunami" spotted near galaxy cluster

Une vague géante de gaz chaud deux fois la taille de la Voie lactée a été découverte à l'aide de l'Observatoire des rayons X de Chandra de la NASA, par des observations radio et des simulations informatiques. La vague est située près de l’amas de Perseus - l'un des groupements les plus massifs de galaxies proches qui s'étend sur 11 millions d'années-lumière. C'est le pôle le plus brillant en termes d'émissions de rayons X, car la majeure partie de sa matière observable est un gaz tellement chaud (des dizaines de millions de degrés),qu’ il ne «  brille » qu’ avec des rayons X. Chandra a observé une variété de caractéristiques dans le gaz, y compris une onde de baie concave. Si cette structure était le résultat de bulles lancées par le trou noir supermassif de la galaxie centrale, elle émettrait des ondes radio. Cependant, les observations du Karl G Jansky Very Large Array aux États-Unis n'ont montré aucun tel signal. Il ne pouvait pas non plus être le résultat d'un «glissement de gaz» puisqu'il s'arrête dans la mauvaise direction. Pour situer l'origine de la vague, Stephen Walker du Goddard Space Flight Center de la NASA aux États-Unis et ses collègues ont comparé les données d'observation à haute résolution avec des simulations informatiques de fusion de grappes de galaxies. La simulation qui en résulte commence par un large groupe de galaxies (Perseus) qui s'est installée dans une région centrale "froide" (30 millions de degrés) entourée d'une zone de gaz trois fois plus chaude. Un petit groupe de galaxies  contourne le  plus gros, provoquant une perturbation gravitationnelle qui agite le gaz et crée une spirale en expansion de gaz froid. Environ 2,5 milliards d'années plus tard, le gaz  d est  propagé sur  500 000 années-lumière a partir  du centre avec  des vagues massives, telles que l’ensemble , se forme et roule à sa périphérie pendant des centaines de millions d'années avant de se dissiper. Dans les avis mensuels de la Société royale d'astronomie, les scientifiques suggèrent que les vagues sont des ondes géantes de Kelvin-Helmholtz - qui se produisent lorsqu'il existe une différence de vitesse à l'interface de deux fluides, comme le vent soufflant sur l'eau.

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First light for European X-ray Free Electron Laser

Light at the end of the tunnel: the European XFEL

Première lumière pour le laser  à rayons X

Photographie du laser européen à rayons X sans électrons

Lumière au bout du tunnel: le XFEL européen

Le laser à electrons libres  à rayons X (XFEL européen) à Hambourg, en Allemagne, a  délivré  son  premièr rayonnement  . Le mois dernier, les ingénieurs de l'installation ont envoyé des électrons dans l'accélérateur linéaire supraconducteur de 2,1 km de l'installation pour la première fois. Après avoir été accélérés , les électrons ont été envoyés par des "onduleurs" pour produire des rayons X avec un taux de répétition d'une impulsion par seconde. Lorsqu'elle est entièrement mise en service, la  XFEL européen générera des impulsions de rayons X 27 000 fois par seconde avec chaque impulsion de moins de 100 fs (10-13 s). Cela permettra aux chercheurs de créer des «films» de  déroulements   de processus tels que  ceux de la liaison chimique et  du  flux d'énergie vibratoire à travers les matériaux. Les ingénieurs continueront  à commander le XFEL européen - y compris l'augmentation du taux de répétition de l'installation -  et il sera prêt pour les premiers utilisateurs en septembre---

  MON COMMENTAIRE /Grosses avancées prévisibles  en cinétiques chimiques ultra rapides

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Quantum biometric targets the retina

Security proposal exploits our ability to see just a few photons

La biométrie quantique cible la rétine

4 mai 2017

Photographie illustrant la biométrie de la rétine

Les scientifiques en Grèce ont conçu une nouvelle forme d'identification biométrique qui repose sur la capacité des humains à voir des éclats de lumière contenant seulement une poignée de photons. La technique consiste à utiliser des impulsions laser très faibles pour mesurer la sensibilité d'une personne à la lumière arrivantdans sa rétine. Selon ses inventeurs, une telle carte de la  rétine à base de quantum pourrait constituer une forme d'identification plus puissante et sûre comparée avec les données biométriques conventionnelles telles que les empreintes digitales ou les scans d'iris.

On sait depuis les années 1940 que les humains sont capables de détecter des impulsions lumineuses contenant très peu de photons. Cependant, si nous pouvons effectivement voir des photons simples  ce n'est toujours pas clair: un groupe l'année dernière a déclaré qu'il avait effectué des expériences montrant cela, mais d'autres l’ont remis en question . Dans les années 1940, Selig Hecht et ses collègues de l'Université de Columbia aux États-Unis ont montré que les variations de notre perception des très faibles niveaux de lumière sont en fait régies par des statistiques quantiques. En exposant plusieurs individus à des flashs très faibles d'intensité moyenne différente, ils ont constaté que  la probabilité de voir un flash par cette variation pourrait être modélisée en supposant que le nombre réel de photons qu'une personne voit suivait  une distribution de Poisson.

Ce résultat était vrai pour  les différentes personnes examinées, bien que les réponses spécifiques dépendent de la valeur d'un individu alpha - un paramètre décrivant la fraction de photons arrivant à l'œil d'une personne qui sont alors détectés par leur rétine. Les pertes causées par l'absorption ou la diffusion dans la cornée, la pupille, la lentille et le corps du globe oculaire, ainsi qu'une probabilité finie d'absorption dans la rétine elle-même,  tout cela signifie que l'alpha varie généralement entre 0 et 0.2. Cette variation a conduit à une série de courbes décrivant la probabilité de voir par rapport à l'intensité moyenne, dont la forme précise dépendait de l'alpha.

MON COMMENTAIRE  /Cette étude résume pour moi  le danger à   essayer de «  mettre du quantique » a toute force partout !

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Tractor beams could be made from matter waves

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et al / Physical Review Letters)">et al / Physical Review Letters)">et al / Physical Review Letters)">Grabbing hold: a matter-wave tractor beam

Les faisceaux de  tracteur pourraient être fabriqués à partir d'ondes de matière

Croquis d'un faisceau de particules de Bessel qui se diffuse d'une cib

Il devrait être possible de créer un faisceau de tracteur à ondes de  matière  qui saisisse un  micro objet en lui tirant des particules - selon les calculs effectués par une équipe internationale de physiciens. Les faisceaux du tracteur fonctionneraient en tirant des faisceaux de lumière ou de son  de type "Bessel" en forme de cône sur un objet. Dans les bonnes conditions, les ondes lumineuses ou sonores rebondiront sur  l'objet de telle sorte que l'objet subira  une force dans le sens opposé à celui du faisceau. Si cette force est supérieure à la pression extérieure du faisceau, l'objet sera tiré vers l'intérieur. ,Andrey Novitsky et ses collègues de l'Université d'Etat de Biélorussie, de l'Université ITMO de Saint-Pétersbourg et de l'Université technique de Danemark ont ​​fait des calculs qui montrent que les faisceaux de particules peuvent également fonctionner comme faisceaux de tracteurs. La mécanique quantique dicte que ces particules se comportent également comme des ondes et l'équipe a constaté que les faisceaux en forme de cône des ondes de matière devraient également pouvoir saisir les objets. Cependant, il existe une différence importante quant à la nature de l'interaction entre les particules et l'objet. Novitsky et ses collègues ont constaté que si la diffusion est définie par l'interaction Coulomb entre les particules chargées, il n'est pas possible de créer un faisceau de tracteur à ondes de matière. Cependant, les faisceaux de tracteurs sont possibles si la diffusion est définie par un potentiel de Yukawa, qui sert à décrire les interactions entre certaines particules subatomiques. Les calculs sont décrits dans Physical Review Letters.

MON COMMENTAIRE  / Bombarder des objets par ses ondes de particules  ,  DE BROGLIE   n a surement  prévu q u on l imaginerait !!!  il ne sagit que de calculs et de projets !!!

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3D holograms produced from WiFi routers

WiFi vision: routers could be used for more than just the internet

Hologrammes 3D produits à partir de routeurs WiFi

Photographie de la croix en feuille d'aluminium entre l'antenne de détection et le routeur WiFi et un insert de l'image d'hologramme résultante

Les routeurs WiFi ménagers peuvent être utilisés pour produire des hologrammes 3D de salles. Ce processus d'imagerie futuriste a été développé par Philipp Holl et Friedemann Reinhard de l'Université technique de Munich en Allemagne. À l'aide d'une antenne fixe et d'une seule mobile, Iilsmesurent les distorsions dans le signal hyperfréquence du routeur provoquées par la réflexion et le déplacement à travers les objets. Les données sont ensuite alimentées par des algorithmes de reconstruction permettant aux chercheurs de produire des images 3D de l'environnement entourant le routeur avec  une précision centimétrique. La technique est plus simple que l'holographie optique, qui repose sur des équipements laser élaborés et qui aura une résolution améliorée lorsque la future technologie Wi-Fi augmentera la vitesse et la bande passante. Cependant, la recherche a suscité des inquiétudes au sujet de la vie privée. "Il est peu probable que ce processus soit utilisé pour la vision   intrusive dans des chambres étrangères dans un proche avenir". Reinhard dit pour répondre à ces inquiétudes: "Pour cela, vous devriez faire le tour de l'immeuble avec une grande antenne, qui passerait à peine inaperçue". La méthode est également limitée parce que les micro-ondes proviennent de tant d'appareils et de multiples directions. Au lieu de cela, Holl et Reinhard espèrent que la technologie, présentée dans Physical Review Letters, sera appliquée pour récupérer les victimes enterrées dans des bâtiments effondrés ou  dans des avalanches. Contrairement aux méthodes conventionnelles, elle  pourrait fournir une représentation spatiale des structures entourant les victimes, permettant un sauvetage plus rapide et plus sûr.

 Mon commentaire : il est quasi enthousiaste   et pas seulement pour découvrir des corps enterrés par avalanche ou seismes mais aussi pour des exercices de «  voyeurisme «  de la police des attentats et du terrorisme en batiments fermés !!!  !

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Diamond defects create randomly polarized photons

Random numbers: photons from diamond

Les défauts du diamant créent des photons polarisés au hasard

L'impression par les artistes de flux polarisés au hasard de photons simples

La première source pratique d'un flux aléatoire de photons isolés a été créée par des physiciens japonais. La source est basée sur un défaut chargé négativement dans le diamant dans lequel deux atomes de carbone adjacents sont remplacés par un atome d'azote mlaissant un site de réseau vacant. Ces «centres NV» ont plusieurs propriétés qui pourraient les rendre utiles pour créer des systèmes d'information quantique, y compris la possibilité d'émettre des photons individuels sur demande. À ce jour, le travail sur des sources à un seul photon s'est concentré sur la fourniture de photons qui sont dans des états de polarisation spécifiques. C'est parce que l'information quantique peut être codée et transmise dans de tels états de polarisation. Certaines applications, cependant, bénéficieront d'un flux de photons dans lequel les polarisations des photons successifs seront réellement aléatoires et non corrélées.Keiichi Edamatsu, Naofumi Abe et ses collègues de l'Université de Tohoko ont montré que les centres de NV avec une certaine orientation par rapport au réseau de diamant émettront des photons polarisés de manière aléatoire. Dans les rapports scientifiques, l'équipe indique que sa source pourrait trouver l'utilisation comme générateur de nombres aléatoires et aussi pour effectuer des tests sur des aspects fondamentaux de la mécanique quantique.

 PAS DE COMMENTAIRES /Keiichi Edamatsu, Naofumi Abe. Writing in Scientific Reports,

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J/ψ measurement reveals flaw in collision simulations

La mesure J / ψ révèle un défaut dans les simulations de collision

Photographie de la collaboration LHCb au CERN

Jet-setters: la collaboration LHCb

La production de mésons J / ψ dans les collisions de protons dans le Large Hadron Collider (LHC) au CERN n'est pas conforme aux prédictions faites par une simulation informatique largement utilisée. C'est la conclusion de physiciens travaillant sur l'expérience LHCb du CERN qui ont étudié les jets de hadrons qui sont créés lorsque les protons entrent en collision à 13 TeV. Ces jets contiennent un grand nombre de mésons J / ψ, qui comprennent un quark de charme et un charme anti-quark. L'équipe LHCb a pu mesurer le rapport de l'impulsion  portée par les mésons J / ψ à celle portée  par l'ensemble du jet. Il a également été possible de discriminer entre les mésons J / ψ qui ont été créés rapidement par la collision et les mésons J / ψ qui ont été créés après la collision par la désintégration d'autres particules. L'analyse des données révèle que PYTHIA - une simulation de Monte Carlo utilisée pour modéliser les collisions de particules à haute énergie - fait un mauvais travail pour prédire l'impulsion  portée par les mésons J / ψ prompts. La possibilité d'un tel écart a déjà été identifiée dans le travail théorique et a été confirmée expérimentalement. Les faiblesses apparentes de PYTHIA pourraient avoir un effet significatif sur la façon dont la physique des particules est abordée parce que la simulation est utilisée à la fois dans la conception des détecteurs de collision et aussi pour déterminer quelles mesures sont les plus susceptibles de révéler des informations sur la physique au-delà du modèle standard de physique des particules. La mesure est décrite dans Physical Review Letters

  MON COMMENTAIRE  / Il est de plus en plus nécessaire  d aller au-delà du modèle standard !

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Antiproton excess linked to dark matter

Space spectrometer: is the antiproton excess linked to dark matter?

Antiproton excédentaire lié à la matière noire

Photographie du spectromètre magnétique alpha à bord de la Station spatiale internationale

Un excès inexpliqué du nombre d'antiprotons détectés par le Spectromètre Magnétique Alpha (AMS) est lié à l'anéantissement des particules de matière noire, selon deux études indépendantes. La matière sombre est une substance mystérieuse qui semble expliquer la plus grande partie de la matière dans l'univers. Bien que son existence puisse être déduite indirectement d'un certain nombre de phénomènes astronomiques différents, les particules de matière noire n'ont jamais été détectées directement.  Dans Physical Review Letters, Alessandro Cuoco et ses collègues de l'Université RWTH Aachen en Allemagne décrivent comment ils ont analysé les taux de détection des rayons cosmiques antiprotons, protons et hélium par AMS - qui se trouve sur la Station spatiale internationale - avec d'autres expériences. Ils ont constaté que la création d'antiprotons par l'anéantissement de particules de matière noire présentant des masses d'environ 80 GeV / C2 fournissait la meilleure explication pour laquelle AMS a détecté plus d'antiprotons que prévu par un processus astrophysique conventionnel. Dans le même numéro du journal, Ming-Yang Cui de l'Académie chinoise des sciences et ses collègues décrivent une analyse indépendante de l'excès  d’antiprotons, ce qui suggère que c'est le résultat de l'anéantissement des particules de matière sombre avec des masses dans les 40-60 GeV / C2.

Mon commentaire   : reste à detecter au CERN ou alleurs cette matiere noire !

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The easy way to make emulsions

Oil and water: droplets break up and coalesce

Le moyen simple de faire des émulsions

10 mai 2017 7 commentaires

Photographie d'un mélange d'huile et d'eau

Huile et eau: les gouttelettes se séparent et se coalisent

Une nouvelle technique pour fabriquer des émulsions qui ne requiert pas que les ingrédients soient intensément mélangés a été dévoilée par des chercheurs en Bulgarie et au Royaume-Uni. La nature douce du procédé de fabrication d'émulsion pourrait le rendre utile dans un certain nombre d'applications pratiques impliquant des ingrédients fragiles tels que les produits pharmaceutiques.

Les émulsions telles que la mayonnaise, la peinture et les crèmes cosmétiques sont des mélanges dispersés de minuscules gouttelettes de fluides différents qui ne se mélangent pas s’ils sont  simplement ajoutés ensemble. L'huile et l'eau, par exemple, ne deviendront qu'une émulsion si elles sont mélangées vigoureusement ensemble et se séparent rapidement lorsque le mélange s'arrête. C'est un défi pour les fabricants, qui doivent également contrôler la taille des gouttelettes, ce qui affecte l'aspect visuel, la consistance, la texture et même le goût d'une émulsion.

Le mélange intensif, qui est le procédé industriel conventionnel pour la fabrication d'émulsions, repose sur un cisaillement mécanique pour briser les gouttelettes jusqu'à ce qu'elles atteignent la taille désirée. Le problème, selon Stoyan Smoukov de l'Université de Cambridge, est que ce processus est extrêmement inefficace.

Un peu moins de 0,1% de l'énergie de mélange continue à créer de plus petites gouttelettes, la plupart du reste de l'énergie chauffant simplement le mélange. Bien que le chauffage soit bon pour certaines émulsions, il peut détruire des matériaux sensibles à la température tels que des protéines et d'autres matériaux biologiques qui sont de plus en plus utilisés dans des émulsions pharmaceutiques.

Bien que plusieurs techniques d "auto-émulsificassions" sans mélange aient été développées, aucune n'est particulièrement adaptée aux matériaux sensibles à la température. En collaboration avec des chercheurs de l'Université de Sofia, Smoukov a développé un nouveau processus d'auto-émulsification qui profite d'une transition de phase qui se produit dans les gouttelettes,

'équipe a étudié un mélange simple comprenant de l'eau, de l'huile et du savon - ce dernier agissant comme un "tensioactif" qui abaisse la tension superficielle entre l'huile et l'eau. Les chercheurs ont constaté que lorsque la température du mélange augmente de plusieurs degrés, l'énergie provenant des fluctuations thermiques provoque l'apparition spontanée de gouttelettes d'huile pour former des gouttelettes plus petites. En mettant le matériau à travers plusieurs cycles de chauffage et de refroidissement, ils ont constaté que la taille des gouttelettes pourrait être réduite progressivement.

Parce que le processus est irréversible, il pourrait fournir une nouvelle façon de créer des émulsions à partir d'ingrédients sensibles à la température. Plus fondamentalement, Smoukov estime que le système pourrait fournir un modèle simple pour comprendre combien les systèmes de non-équilibre plus complexes - y compris certains organismes vivants - peuvent exploiter l'énergie des fluctuations de température.

La recherche est décrite dans Nature Communications.

MON COMMENTAIRE /Très intéressant et pas seulement pour les fabricants de mayonnaise et meringues !!!!

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 A suivre