S'inscrire identifiants oubliés ?

Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.

Nouvelle exploration du sol martien

© NASA/JPL-Caltech

Douzième mission du programme Discovery de la NASA, et unique mission de 2018, InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a été lancée le 5 mai 2018 et arrivera à destination de Mars le 26 novembre prochain. Son but est d'affiner ...

Des bactéries résistantes aux radiations

© DR / KAERI / A. De Groot

Des rayons nocifs

La radioactivité se caractérise par l'émission de rayonnements alpha, bêta et gamma. Les dommages induits par ces rayonnements ionisants ...

Le nouvel or vert

Fabien Esculier, chercheur à l’École des Ponts ParisTech, a récemment publié les résultats de ses recherches portant sur une gestion alternative des urines et matières fécales. Ces recherches font partie du programme OCAPI (Optimisation des cycles Carbone, Azote et Phosphore en ville) qui ...

BepiColombo

(C) ESA. BepiColombo
La mission spatiale BepiColombo, lancée le 20 octobre 2018, depuis le Centre Spatial de Kourou en Guyane, se dirige vers Mercure.

Deux orbiteurs pour étudier Mercure

Après les sondes américaines Mariner10 en 1973 et Messenger ...

Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire nanoscopiques tels des atomes, des virus, des bactéries et autres cellules vivantes.
L'avantage de cette technique est qu'elle est non-destructive : les faisceaux lasers peuvent atteindre les éléments internes d'une cellule sans en détruire la membrane. C'est pourquoi elle est très utilisée en biologie où des chercheurs ont, par exemple, réussi à sonder et mesurer les forces entre des particules et l'élasticité de l'ADN ou encore à désobstruer des vaisseaux sanguins.

 

La seconde moitié du Prix a été attribuée à Gérard Mourou, professeur et membre du Haut-collège de l’École polytechnique et Donna Strickland de l'Université de Waterloo, au Canada, pour avoir conjointement élaboré une méthode de génération d’impulsions optiques ultra-courtes de haute intensité.

Dans les années 1980, l'amplification des faisceaux lasers semblait marquer le pas.
La technique mise au point par Mourou et Strickland se nomme «amplification par impulsions» (chirped pulse amplification, CPA). Elle consiste à étirer une brève impulsion laser dans le temps, à l'amplifier puis à la comprimer à nouveau. Le fait d'allonger l'impulsion réduit sa puissance de crête, ce qui permet de l'amplifier sans endommager le dispositif. L'impulsion est ensuite comprimée dans un temps plus court, ce qui augmente considérablement son intensité. Ces impulsions ultra-courtes ont une durée de quelques dizaines de femto-secondes (1fs = 10-15 s), et disposent d'une très haute puissance de l'ordre du pétawatt (1PW=1015 W).

Cette découverte a contribué à l’avancement de la science dans plusieurs domaines de la physique en permettant notamment de fabriquer des lasers de plus en plus intenses pour sonder la matière. Grâce à la précision de coupe obtenue grâce à des impulsions brèves et intenses, la technique CPA a permis des avancées dans le domaine de la chirurgie réfractive de l’œil et du traitement de la cataracte. Elle a également conduit à l'observation de phénomènes ultrarapides tels que les phases transitoires de réactions chimiques.

Publié le 04/10/2018

En savoir plus :

Sur les pinces optiques :
https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2013/04/photon201366p45.pdf

Sur la CPA :
http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article382
http://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/impulsions-lasers-femtoseconde-attoseconde_defis-du-cea.pdf

» lire tous les articles 1 2 3 4 5 6 7 8
sciences en ligne
exploratheque
du premier stage au premier emploi


Désintégration du neutron et matière noire 
Quand la question de durée de vie du neutron rejoint celle de la matière noire

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence de particules dites « exotiques » ou « noires », car ne faisant pas partie de celles prédites par le « modèle standard ». De nombreuses recherches tentent de les débusquer. De son côté, le neutron donne du fil à retordre aux physiciens. En effet, un neutron libre, c’est-à-dire ne faisant pas partie d’un noyau, est une particule instable.

La désintégration du neutron 
Selon la théorie de l’interaction faible, il se désintègre en proton, faisant simultanément apparaître un électron et un antineutrino. Sa durée de vie, ou vie-moyenne (à ne pas confondre avec la demi-vie qui est 1,4 fois plus courte) est mesurée expérimentalement. Le problème, c'est que selon l'expérience, on ne trouve pas le même résultat. 
Dans une première expérience, des neutrons libres sont refroidis à très basse température et maintenus en lévitation dans un récipient. Leur nombre diminue au cours du temps et la mesure de la vie moyenne par cette méthode indique 880 secondes (14 min et 40 secondes). Dans une deuxième expérience, où l'on décompte le nombre de protons issus de la désintégration des neutrons, il ressort une vie moyenne de 888 secondes, soit 8 secondes de plus.

L'hypothèse de la matière noire
Cette différence s'explique si l’on suppose qu’une fois sur cent un neutron disparait en se désintégrant en autre chose qu’un proton. Le nombre de disparitions durant un temps donné va être alors plus élevé que le nombre de protons apparaissant durant le même temps. Cela permet de rendre compte de la vie moyenne 1 % plus courte mesurée par la première méthode, laquelle compterait non seulement les désintégrations en protons mais aussi les désintégrations en… autre chose. Comme candidat pour cette autre entité produite par désintégration du neutron, il y a justement la matière noire, c’est-à-dire les particules exotiques ou noires. En somme, il se peut que la matière en laquelle le neutron se désintègre soit celle qui représente 85% de la masse de l’univers et qui est pourtant invisible. Dans le plus simple des scénarios, une telle désintégration devrait s’accompagner de l’émission d’un rayon gamma possédant une énergie bien précise, égale à la différence entre les énergies de masse du neutron et de la particule noire. Selon un autre scénario, le neutron se désintégrerait en deux particules noires. Certaines expériences semblent exclure le premier scénario, aucun rayonnement gamma n’ayant été détecté. Reste le deuxième scénario, bien plus difficile à tester mais sur lequel travaillent les physiciens.

 

Kamil Fadel
Twitter Facebook Google Plus Linkedin email