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Centre de Culture Scientifique Technique et Industrielle de la Guadeloupe

La durée de vie des neutrons mesurée plus précisément que jamais

Les scientifiques de l’expérience UCNτ, menée au Centre des sciences neutroniques de Los Alamos (LANSCE), sont parvenus à mesurer la durée de vie du neutron avec la plus haute précision jamais enregistrée : le temps moyen qu’il faut à cette particule subatomique pour se désintégrer est de 877,75 secondes avec 0,039% d’incertitude (soit 14 min et 37 s environ). Cette valeur est deux fois plus précise que les mesures antérieures et est désormais cohérente avec les calculs théoriques. Mais avec une autre méthode de mesure, les neutrons subsistent environ 8 secondes de plus et les physiciens ne savent toujours pas pourquoi…

Les neutrons sont des particules subatomiques de charge électrique nulle ; dans le noyau des atomes, ils sont liés aux protons via l’interaction forte et peuvent durer éternellement. Mais en dehors des noyaux atomiques, lorsqu’ils sont produits par fission nucléaire par exemple, les neutrons sont instables et se désintègrent en d’autres particules (un proton, un électron et un antineutrino électronique) — c’est la désintégration bêta — avec une durée de vie moyenne de 15 minutes environ.

Cette nouvelle mesure ultra précise a été réalisée grâce à une expérience dite « de la bouteille ». L’expérience est conçue pour piéger des neutrons ultra-froids (UCN) avec des sources de perte minimales en dehors de la désintégration bêta : ainsi, un nombre connu d’UCN est introduit dans le piège, et le nombre de neutrons survivants est mesuré pour en déduire leur demi-vie. Un piège magnétique est utilisé pour confiner les neutrons afin qu’ils n’interagissent pas avec les surfaces des matériaux pendant leur stockage.

Dans des expériences antérieures, des pièges matériels ont été utilisés pour confiner les UCN qui, en plus de se désintégrer, pouvaient être absorbés ou diffusés par les parois de ces pièges ; ces interactions matérielles devaient donc être considérées avec soin pour déterminer la demi-vie des neutrons. L’expérience UCNτ repose quant à elle sur un piège magnétique de 670 litres, composé de plus de 5000 aimants NdFeB (c’est le plus grand de ce type) ; il a été mis en service avec succès début 2013 et permet des mesures toujours plus précises.

Mesure durée de vie neutron
Des scientifiques sont parvenus à mesurer la durée de vie du neutron avec la plus haute précision jamais enregistrée.
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Un fossile de scorpion de mer géant découvert en Chine

L’animal vivait il y a plus de 400 millions d’années. C’est un lointain ancêtre des scorpions actuels et des limules.

Apparus durant l’Ordovicien, il y a plus de 480 millions d’années, les euryptérides constituent un groupe d’arthropodes du Paléozoïque qui ont connu un grand succès écologique avant de disparaître complètement à la fin du Permien, il y a 252 millions d’années.

Terropterus xiushanensis est un nouveau membre de ce groupe et plus exactement un mixoptère, caractérisé par des appendices antérieurs très spécialisés. Son fossile a été découvert en Chine, ce qui en fait le premier représentant originaire du Gondwana, le supercontinent du sud qui s’est formé après l’ouverture de la Pangée qui réunissait autrefois toutes les terres émergées.

Terropterus xiushanensis
Représentation artistique de Terropterus xiushanensis, un scorpion de mer vieux de 435 millions d’années (Source : Yang Dinghua).
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Les vaccins contre la Covid-19 ne protègent pas que du SARS-CoV-2 !

À ce jour, près de 50 millions de personnes en France ont reçu au moins une dose de vaccin contre le Covid-19. Pour ces personnes, le risque de faire une forme grave de la maladie est très faible. Mais il pourrait bien y avoir d’autres avantages à être vacciné ! Une étude publiée dans la prestigieuse revue Journal of Clinical Investigation suggère que le vaccin protège aussi contre les autres coronavirus, dont le HCoV-OC43, un virus responsable du rhume.

Les virus de la famille des coronavirus sont des virus à fort potentiel épidémique. En 2002, le SARS-CoV-1 est apparu en Chine. Il a généré une épidémie de Syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS en français, SARS en anglais). Environ 8.000 cas et 800 morts ont été recensés. Il existe un vaccin contre ce virus. En 2012, le MERS-CoV a surgi en Arabie saoudite, entraînant la mort dans au moins 30 % des cas (1.219 cas ont été diagnostiqués provoquant 449 morts). Il s’est propagé dans plusieurs pays du Moyen-Orient mais a rapidement pu être contenu. Seulement deux cas ont été détectés en France. En 2019, c’est le SARS-CoV-2 – ou maladie Covid-19 – qui déclenche une épidémie planétaire, toujours en cours. Le Covid-19 a engendré plus de 4,5 millions de morts dans le monde et ce chiffre est certainement sous-estimé.

Plusieurs éléments de la littérature fondamentale soutiennent cette hypothèse. Pour la vérifier, le plasma d’êtres humains a été prélevé avant la vaccination et à différents moments après la vaccination (Pfizer, Moderna, ou J&J). Après la vaccination, de manière attendue, le taux d’anticorps anti SARS-CoV-2 était élevé. De façon très intéressante, les taux d’anticorps anti-SARS-CoV-1 et anti-HCoV-OC43 étaient eux aussi plus importants après la vaccination ! Les taux d’anticorps dirigés contre le virus de la grippe (influenza virus) n’étaient en revanche pas plus élevés après la vaccination contre le Covid-19.

Vaccination Covid-19
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Des preuves de vapeur d’eau persistante dans un hémisphère d’Europe, lune glacée de Jupiter

Des astronomes ont mis en évidence la présence de vapeur d’eau persistante sur le satellite jovien glacé Europe en se basant sur des observations du télescope spatial Hubble de la NASA. Cependant, les chercheurs ne comprennent toujours pas pourquoi cette vapeur n’est ainsi présente que dans un hémisphère.

La recherche de traces de vie au sein du Système solaire est un domaine d’étude à lui tout seul, avec de nombreux endroits propices identifiés relativement près de chez nous, dont Europe fait partie. En effet, ce satellite naturel de Jupiter cache un vaste océan sous sa surface glacée, qui pourrait bien offrir toutes les conditions propices à la vie.

Précédemment, les scientifiques avaient déjà détecté de la vapeur d’eau autour d’Europe, mais sous la forme de panaches faisant éruption à travers la glace. Ils sont analogues aux geysers sur Terre, mais s’étendent sur près de 100 kilomètres de haut. Ils produisent des bouffées transitoires de vapeur d’eau dans l’atmosphère de la lune, dont la pression à la surface ne représente qu’un milliardième de celle de l’atmosphère terrestre.

Ces nouveaux résultats montrent toutefois que des quantités similaires de vapeur d’eau se sont répandues sur une plus grande surface d’Europe lors des observations de Hubble entre 1999 et 2015. Cela suggère la présence à long terme d’une atmosphère de vapeur d’eau uniquement dans l’hémisphère « cachée » d’Europe (sa partie qui est toujours opposée à sa direction de mouvement le long de son orbite). La cause de cette asymétrie entre l’hémisphère avant et l’hémisphère arrière n’est pas entièrement comprise. L’étude a été publiée dans la revue Geophysical Research Letters.

Europe
Une photographie de la surface d’Europe prise par la sonde Galileo (Source : NASA).
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Dix ans après leur traitement de thérapie génique, les enfants soignés vont bien

Dix ans après, comment vont les dix enfants qui ont participé à un essai clinique de thérapie génique ? Les médecins à l’origine de l’essai sur ces jeunes patients atteints d’un déficit immunitaire grave d’origine génétique font le point sur leur état de santé.

En 2009 et 2012, dix enfants ont participé à un essai clinique de phase 2 pour traiter leur maladie génétique incurable, l’ADA-SCID. Les jeunes patients ont un déficit sévère en adénosine désaminase, une enzyme indispensable au développement du système immunitaire, qui cause une immunodépression sévère. Sans traitement, la plupart des enfants décèdent avant l’âge de deux ans des suites d’une infection opportuniste que leur immunité n’a pas su éradiquer.

Les dix patients âgés de 3 mois à 15 ans ont été traités par thérapie génique. Les cellules souches de leur propre moelle osseuse ont été modifiées par un vecteur de thérapie génique en laboratoire. Le vecteur, dérivé d’un gammaretrovirus de souris, transporte le gène ADA de l’adénosine désaminase pour restaurer son activité en s’intégrant dans le génome des cellules prélevées. Comme pour une auto-greffe, les cellules modifiées ont été ensuite réinjectées aux enfants. Voilà presque dix ans qu’ils ont été soignés, les médecins de l’Université de Californie à Los Angeles font le bilan de leur état de santé dans la revue Blood. Les nouvelles sont plutôt bonnes !

Thérapie génique
La thérapie génique a permis de soigner neuf enfants atteints de l’ADA-SCID.
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Record de la température la plus froide jamais enregistrée dans un laboratoire

Le zéro absolu, équivalent à -273,15 °C (ou 0 K), est la valeur la plus basse possible sur l’échelle de température thermodynamique. À ce stade, il n’y a plus aucun mouvement atomique, donc aucune chaleur. Cependant, il est impossible pour les scientifiques d’atteindre cette température extrême, car à ce jour, il n’existe aucun moyen de retirer toute l’énergie cinétique des atomes d’un système. Des chercheurs du monde entier tendent cependant à s’en rapprocher de plus en plus et une équipe allemande vient d’atteindre la température la plus froide jamais enregistrée : 0,038 milliardième de degré au-dessus du zéro absolu !

En 2019, une équipe de Harvard a réussi à refroidir des molécules jusqu’à quelques millionièmes de degré au-dessus du zéro absolu, à une température de 500 nanokelvins (nK) — ce qui leur a permis d’observer en détail les réactifs, intermédiaires et produits d’une réaction entre deux molécules de potassium-rubidium. Mais le record de froid était jusqu’à présent détenu par le Cold Atom Laboratory, le laboratoire se trouvant à bord de la Station spatiale internationale, où les astronautes réalisent des expériences à seulement 100 nK !

Aujourd’hui, une équipe allemande de l’Université de Brême rapporte avoir atteint un nouveau record : elle a enregistré une température effective de seulement 38 picokelvins — soit 38 trillionièmes (10-12) de degré au-dessus du zéro absolu ! Pour accomplir cet exploit, les chercheurs ont développé un nouveau système de lentilles à ondes de matière capable de réduire encore plus l’énergie cinétique interne d’un condensat de Bose-Einstein constitué de 100 000 atomes de rubidium.

À l’approche du zéro absolu, des phénomènes physiques atypiques commencent à se produire. En effet, à cette température, la nature quantique ondulatoire des particules domine et elles fusionnent ainsi en un seul objet quantique macroscopique, appelé condensat de Bose-Einstein, agissant comme une seule onde de matière, que les physiciens peuvent utiliser pour étudier certains comportements. En 2020, dans le Cold Atom Lab, des astronautes de la NASA ont par exemple pu observer des atomes existant à deux endroits à la fois !

Record température zéro absolu
Une équipe allemande vient d’atteindre la température la plus froide jamais enregistrée : 0,038 milliardième de degré au-dessus du zéro absolu !
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Un squelette découvert à Herculanum devrait apporter un nouvel éclairage sur l’éruption du Vésuve

En Italie, un squelette découvert à Herculanum, cité ensevelie sous la lave lors de l’éruption du Vésuve en l’an 79 en même temps que Pompéi, pourrait fournir un nouvel éclairage sur cette catastrophe, ainsi que l’a déclaré vendredi 15 octobre 2021 le chef du parc archéologique Francesco Sirano.

Les restes d’un homme âgé de 40 à 45 ans ont été découverts sous des mètres de roches volcaniques à l’endroit où se trouvait alors le rivage d’Herculanum, avant que l’éruption du Vésuve et les coulées de lave ne le repoussent à 500 mètres. Il a probablement vu la mort en face au moment où il a été submergé par la lave en fusion qui a recouvert la cité, a déclaré le chef du parc archéologique d’Herculanum Francesco Sirano à l’agence italienne ANSA. « Il pourrait avoir été un secouriste », a suggéré le spécialiste. L’éruption du Vésuve, en l’an 79, a détruit le site de Pompéi, désormais voisin de la ville de Naples.

Au moment de l’éruption, une flotte, dirigée par le commandant et écrivain Pline l’Ancien, est venue au secours des habitants. Pline l’Ancien est mort sur le rivage, mais ses officiers auraient réussi à évacuer des centaines de survivants. Le squelette aurait également pu être celui d’un « des fugitifs » qui ont tenté de rejoindre l’un des bateaux de secours, « peut-être le dernier malchanceux d’un groupe qui a réussi à prendre la mer », a ajouté M. Sirano.

Herculanum
Vue générale sur le site archéologique d’Herculanum, en Italie, enseveli en l’an 79 sous la lave du Vésuve, le 23 octobre 2019 (Source : AFP).
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Des astronomes ont vu la fin du Système solaire !

Quelque part vers le centre de la Voie lactée, il est une étoile morte, une naine blanche, autour de laquelle orbite une planète géante. Pour les astronomes, le système ressemble à s’y méprendre à ce que deviendra notre Système solaire une fois que notre Soleil aura brûlé tout son carburant. Excitant !

Des bonimenteurs qui prétendent être en mesure de voir votre avenir. Il en existe pas mal. Mais cette fois, ce sont des astronomes tout à fait sérieux qui nous proposent de faire un saut dans le futur. Pour aller voir de quoi sera fait l’avenir de notre Système solaire. Rassurez-vous, ils ne prétendent pas avoir mis au point une machine à voyager dans le temps. Ils ont tout simplement débusqué un système planétaire qui ressemble exactement au destin attendu pour notre Système solaire. À ce qu’il sera lorsque notre Soleil atteindra la fin de sa vie. Dans quelque 5 milliards d’années.

Par effet de microlentille gravitationnelle — qui se produit lorsqu’une étoile proche de la Terre s’aligne momentanément avec une étoile plus éloignée –, ils ont découvert une planète géante. Dont la masse est de l’ordre de 40 % supérieure à celle de notre Jupiter. Et lorsqu’ils sont partis en quête de son étoile hôte, surprise! Celle-ci ne brillait pas suffisamment pour être une étoile de ce que les astronomes appellent la séquence principale.

Fin Système solaire
Une exoplanète de type Jupiter nouvellement découverte est en orbite autour d’une naine blanche, une étoile morte. Pour les astronomes, le système ressemble à ce que sera notre Système solaire quand notre Soleil aura rendu son dernier souffle.
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Un « arbre » souterrain gigantesque déplace du magma jusqu’à la surface de la Terre

Des chercheurs ont identifié des panaches ramifiés au plus profond du manteau, qui semblent soutenir l’activité volcanique mondiale. Ils expliquent notamment l’existence de volcans qui ne sont pas localisés aux frontières des plaques tectoniques. Ces panaches ont probablement contribué à la formation des continents et pourraient, d’ici des millions d’années, remodeler à nouveau la surface de la Terre.

Un panache désigne une remontée de roches anormalement chaudes, provenant du manteau terrestre. L’île de la Réunion se trouve juste au-dessus de l’un de ces panaches et son piton de la Fournaise est actuellement l’un des volcans les plus actifs de la planète. Mais les chercheurs notent que les éruptions modernes de magma ne sont rien comparées à celles du passé : il y a environ 65 millions d’années, pendant 700 000 ans, une série de coulées de lave a recouvert près de 1,5 millions de km² de terres dans l’ouest de l’Inde sur plus de 2400 mètres d’épaisseur, donnant naissance aux trapps de Deccan.

En 2012, une équipe de géophysiciens et de sismologues a entrepris de cartographier le panache à l’origine de ce phénomène, en déployant un réseau géant de sismomètres sur le fond de l’océan Indien. Près d’une décennie plus tard, ils rapportent que ce panache s’avère en réalité plus étrange et plus complexe qu’ils ne le pensaient : dans un article paru dans Nature Geosciences au mois de juin, ils expliquent qu’un panache magmatique titanesque s’élève du manteau, doté de multiples ramifications orientées vers la croûte, d’où partent d’autres panaches verticaux qui sous-tendent les points chauds volcaniques actuels.

Cette découverte est survenue quelques mois seulement après la publication d’une autre étude décrivant l’évolution des panaches du manteau en Afrique de l’Est : les auteurs ont identifié au moins deux têtes de panache différentes sous la région Afar (Éthiopie) et le Kenya provenant de la même source, à la limite noyau-manteau ; un troisième panache situé entre le Kenya et l’Afar pourrait avoir causé les trapps d’Éthiopie il y a 30 millions d’années et fusionnerait aujourd’hui avec le panache d’Afar.

Carte données sismiques Réunion
En 2012, plus de 80 sismomètres ont été déployés sur le fond de l’océan Indien, aux alentours de la Réunion. Les données recueillies ont révélé la présence d’un panache ramifié massif s’élevant du manteau, qui alimente notamment les volcans de l’île. (Source : M. Tsekhmistrenko et al./Nature Geosciences)
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Le variant Delta est 133 % plus mortel que le coronavirus originel

Selon une étude canadienne de grande ampleur, le variant Delta est 133 % plus mortel que le coronavirus originel. L’émergence des différents variants a ainsi considérablement retardé la sortie de la pandémie, même si les vaccins demeurent efficaces pour prévenir les formes graves.

Le variant Delta, quasi inexistant en janvier, représente désormais 99 % des contaminations en France et 99,3 % des séquences déposées dans la base de données Gisaid au niveau international pour la période du 29 août au 21 septembre 2021, selon une analyse de Santé publique France. Plusieurs études ont déjà attesté de la plus grande contagiosité et de la plus grande virulence du variant Delta (voir schéma ci-dessous). Il a également plus tendance à échapper au vaccin : le taux d’efficacité des vaccins Moderna et Pfizer descend ainsi à 66 % avec ce variant, contre plus de 90 % avec le virus originel.

Une nouvelle vaste étude, réalisée au Canada, vient confirmer l’extrême virulence de ce variant. Menée sur 212.326 personnes entre février et juin 2021, cette dernière a examiné les risques d’hospitalisation, d’admission aux urgences et de décès liés aux différents variants alors en circulation (Alpha, Bêta, Gamma et Delta) par rapport au virus originel. Résultat : les risques d’hospitalisation, d’admission aux urgences et de décès sont accrus de respectivement 108 %, 235 % et 133 % avec le variant Delta. Autrement dit, là où une personne sur 100 décédait du SARS-CoV-2 originel, 2,33 personnes meurent lorsqu’elles sont infectées avec le variant Delta.

Cas Cvid-19 Delta
Part du variant Delta dans différents pays (Source ; Our World In Data).
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