08/03/2014

Sciences du 08/03/2014







Sciences


08 Mar 2014 10:35 am | noreply@blogs.nouvelobs.com (olivier-4)

Le Monde selon la Physique ( physics world w9) 1ERE PARTIE 2014-03-08T10:35:00 +0100

Enfin voici un  de mes articles destiné aux modestes physiciens de laboratoire !  Ce n'est pas trop tôt ! C EST DU SERIEUX……mais pour demain je vous réserve une traduction qui va vous faire  rigoler !

Molecules line up for X-ray diffraction

« Une nouvelle technique de diffraction des rayons X qui fonctionne sur des molécules organiques simples a été démontrée efficace  par une équipe internationale de chercheurs. L'équipe espère qu' avec le développement, la méthode pourrait être utilisée pour élaborer des structures de protéines et même  aller jusqu'à enquêter sur les cellules vivantes entières.

La diffraction des rayons X est un outil puissant pour la détermination des structures moléculaires et a été rendue  célèbre  par l'utilisation   de James Watson et Francis Crick  en  révélant  la double hélice de l'ADN. Toutefois, le signal de diffraction de molécules individuelles est faible et les physiciens ont pris deux approches principales pour l'amplifier. La première consiste à intégrer un grand nombre de molécules dans un réseau cristallin régulier - Watson et  Crick reconnaissent cependant que   toutes les molécules ne  peuvent être cristallisées. La deuxième consiste à augmenter le temps d'exposition aux rayons X et / ou de l'intensité,  ce qui a l'inconvénient de modifier, voire de détruire la molécule dans le processus, par l énergie apportée


En 2000, des chercheurs de l'Université d'Uppsala en Suède ,  équipe dirigée par Richard Neutze et Janos Hajdu biochimistes, ont suggéré d'utiliser des impulsions ultracourtes d'un laser X -ray à électrons libres de haute intensité . Bien que de telles impulsions puissent  détruire les molécules , en répétant la mesure sur plusieurs échantillons  elle permettrait une image de diffraction  construite. Pour rendre possible  le travail de la technique , cependant, les molécules dans des échantillons successifs devront tous être orientés de la même façon .

Plus récemment  , Jochen Küpper du Centre for Electron Laser Science  à Hambourg et ses collègues en Allemagne ,  Danemark ,  Pays-Bas ,  Suède et  États-Unis ont créé un faisceau de molécules qui correspond à l'objectif  . En travaillant  au Laboratoire de l'accélérateur linéaire de Stanford en Californie , l'équipe a commencé de traiter  avec un faisceau  ultra-froid de molécules de 2,5- diiodobenzonitrile baignés de lumière laser polarisée . Chaque molécule contient deux atomes d'iode qui sont sur ​​des côtés opposés d'un noyau benzénique. Le champ électrique de la lumière laser oblige les molécules  à s'aligner dans le faisceau de ligne le long de l'axe défini par ces deux atomes .
Etc   : je ne traduis pas tout l'article car il est dédié aux molécules organiques « embêtantes »  à identifier  !Inside the interaction chamber, facing the molecular beam. All the laser radiation enters from the left. The interaction point, where the X-ray pulses strike the molecules, is at the centre of the chamber. (Courtesy: Stephan Stern)
MON COMMENTAIRE :Comme  je vous ai reproduit la photo de l'appareil  , vous savez d'ores et déjà   qu'il n'est pas à mettre dans un bocal !  Mais j'ai deux choses à dire  car  j'ai eu à traiter le problème de dépôts intempestifs  dans la plus grande usine du monde de séparation isotopique  et forcément d'identifier leur nature chimique…. Imaginez alors  le problème de ramener  depuis la vallée du  RHONE  DANS UN EMBALLAGE ADEQUAT   des prélèvements de produits radioactifs  jusqu'à notre appareil R.X d'analyse  classique  ( diffractomètre  DEBYE ET SCHERRER )  à  SACLAY ( à  P.CHARPIN) !!!!!  Mais chut !ne le répétez pas : c'est le lointain passé de notre Nucléaire !

Tiny membrane converts radio waves to light


Un dispositif qui détecte les ondes radio ultra - faibles en les convertissant en signaux lumineux a été créé par des physiciens au Danemark et aux États-Unis . L'appareil ne nécessite pas de refroidissement cryogénique coûteux et pourrait être mis en pratique dans une gamme d'applications , partant de la radioastronomie jusqu'à l'imagerie par résonance magnétique . Les chercheurs croient également que la technologie pourrait fournir un élément essentiel  pour un " Internet quantique " de l'avenir .

Détecter les ondes radio extrêmement faibles reste le problème  au cœur de nombreuses technologies modernes , y compris la navigation par satellite , les communications à longue distance , les radiotélescopes et l'imagerie par résonance magnétique (IRM) des systèmes . Dans certains détecteurs ,  de faibles signaux radio sont convertis en signaux optiques qui peuvent ensuite être transportés sur de longues distances par fibres optiques . Outre le fait que ces modulateurs doivent pour convertir les signaux électroniques en signaux optiques ,  être refroidis à des températures cryogéniques , ce qui les rend coûteux  , ils restent  peu pratiques à utiliser.

Le nouveau dispositif a été créé par Eugene Polzik et ses collègues de l'Université de Copenhague , ainsi que par  des chercheurs de l'Université technique du Danemark et de l'Institut mixte Quantum à l'Université du Maryland
Le détecteur fonctionne à température ambiante et Polzik dit qu'il " promet des performances comparables aux meilleurs produits électroniques refroidis par cryogénie " . " En outre , les signaux radio dans notre méthode sont efficacement convertis en signaux optiques, lesquels  peuvent être transmis via des câbles optiques avec une perte beaucoup plus faible que les signaux électriques  transmis par des fils métalliques , " dit-il.
Au coeur de l'appareil il y a  une antenne  reliée à un condensateur . L'une des deux plaques de condensateur est une membrane de nitrure de silicium de très haute qualité , d'environ 500 micromètres de diamètre et d'épaisseur environ 200 nm ,(après avoir été revêtue d'une couche réfléchissante d' aluminium .)
Lorsque le condensateur  heurte  des ondes radio à sa fréquence de résonance , la nanomembrane vibre . " Les ondes radio détectés par l'antenne vont induire des fluctuations de charge dans le condensateur , " dit Polzik . " En appliquant une tension de polarisation externe pour le condensateur , on peut convertir ces variations en vibrations mécaniques de la membrane . " Un faisceau laser  rebondit  sur la membrane , ce qui produit un décalage de phase optique qui peut être mesurée en utilisant des techniques optiques standard . «Nous avons ainsi converti un signal radio détecté par l'antenne en un signal optique », dit Polzik
Lorsque les récepteurs de radio traditionnels doivent  ramasser de  faibles ondes radios , le bruit thermique  peut déformer le signal . Mais lorsque des signaux radio sont convertis en une vibration mécanique de résonance , l'effet de la chaleur aléatoire devient négligeable. La lumière réfléchie sélectionne l'onde radio avec moins  de bruit  que celui qui affecte les récepteurs radio standard.
Le nouveau dispositif a une sensibilité de température ambiante de 100 pV Hz -1/2 pour les ondes radio à 1 MHz . L'équipe s'attend à ce que cela  puisse  être amélioré par un facteur de 20 , ce qui mettrait le récepteur sur un pied d'égalité avec les meilleurs appareils utilisant la cryogénie .
Les prochaines étapes pour l'équipe consisteront à utiliser des techniques de microfabrication et à  miniaturiser davantage le dispositif de sorte qu'il s'adapte sur une puce et améliore sa sensibilité . " Nous prévoyons également d'étendre la gamme de fréquences des appareils à partir d'un domaine depuis le  mégahertz jusqu'à la centaine de mégahertz dans le domaine du gigahertz , qui est la plus pertinente pour les applications de communication et de détection », explique Polzik .
 Internet quantique
Les applications potentielles du détecteur comprennent celles qui utilisent actuellement n  les préamplificateurs refroidis . Il s'agit notamment de cas de  haute résolution des systèmes nucléaires par résonance magnétique et les radiotélescopes - qui tous deux dépendent de l'hélium liquide refroidi des  détecteurs .  Des dispositifs de taille à puce pourraient conduire à des dispositifs de communication plus petits et plus économes en énergie et à des systèmes de navigation .
À long terme , la technologie pourrait permettre de convertir les états quantiques du rayonnement micro-ondes dans des états quantiques optiques , affirme Polzik . " Une telle conversion sera une étape importante vers les réseaux quantiques distribués…. Il pourrait aider les chercheurs à utiliser des photons optiques - . Supports idéaux de l'information quantique - pour connecter  des qubits supraconducteurs lointains , " dit-il.
Le physicien Mika Sillanpää à l'Université Aalto en Finlande , qui n'était pas impliqué dans l'étude , dit que la recherche " présente le  potentiel technologique clair» pour  devenir réalité dans l'avenir . " Du point de vue de  la recherche fondamentale , le travail crée un système physique hybride , qui a le potentiel pour  fonctionner dans la limite de la mécanique quantique , " dit-il.
Sillanpää ajoute que la technologie pourrait être utilisée comme un " routeur " ou comme  nœud pour relier des ordinateurs quantiques . " Actuellement c est peut etre un peu exagéré  mais cela  pourrait devenir un jour réalité , " dit-il.
 Photograph of the radio-wave detector made by Eugene Polzik and colleagues
Le détecteur est décrit dans la revue Nature .
À propos de l'auteur :Katia Moskvitch est un écrivain de science basée au Royaume-Uni
MON COMMENTAIRE / IL EST HYPER CHALEUREUX  mais ils se trompent de titre :ces physiciens  ne convertissent pas des ondes radio en lumière mais en vibrations mécaniques  traitées ensuite  optiquement !
Ceci dit : permettez-moi de glousser doucement : l'internet quantique  n'est pas pour demain ,du moins   au sens où ils le présentent !








Suite
share on Twitter Like Le Monde selon la Physique ( physics world w9) 1ERE PARTIE 2014-03-08T10:35:00 +0100 on Facebook

08 Mar 2014 06:21 am | Yves Pelletier

La relativité restreinte expliquée en animation 2014-03-08T05:21:00.000-08:00

Quelques animations, aucune formule, pour expliquer simplement comment l'idée de contraction des longueurs et de dilatation du temps est nécessaire pour respecter le postulat d'Einstein sur la vitesse de la lumière. Le respect de la symétrie est central pour vraiment comprendre ces phénomènes étranges.

 
Suite
share on Twitter Like La relativité restreinte expliquée en animation 2014-03-08T05:21:00.000-08:00 on Facebook
Nouvelle batterie rechargeable plate (Energie) 7 03 2014 14:21 +0100
Les TIC dans les sciences humaines (TIC) 6 03 2014 10:35 +0100
Ce soir, un astéroïde va frôler la Terre de plus près que la Lune 2014-03-05T17:56:00 +0100
Le Monde selon la PHYSIQUE ( Physics world -W7-8): Deuxième partie: sacrés neutrinos,ils seraient stériles! 2014-03-02T11:58:00 +0100
le MONDE selon la PHYSIQUE ( physics world w7-8 version expurgée) 2014-03-01T17:08:00 +0100

Agrégation de fils RSS issus de revues scientifiques

Copyright © 2014 infogere, All rights reserved.
Veille
Développé par RG, grâce à MailChimp et YahooPipes

Aucun commentaire:

Enregistrer un commentaire