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 !
« 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 !
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 !
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.
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 !
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.
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