Le plus gros et le plus puissant aimant IRM du monde est en voyage sur la Seine

Le 4 mai dernier, un aimant géant de 130 tonnes a quitté son usine de Belfort pour rejoindre le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) de Saclay en région parisienne. Capable de produire un champ magnétique de 11,7 teslas, il doit servir à observer le cerveau humain comme jamais.

Cinq mètres de long, cinq mètres de diamètre pour une masse de 132 tonnes, c’est un instrument hors norme qui a entamé son voyage à travers la France, la Belgique et les Pays-Bas. De l’extérieur, il ressemble simplement à un gigantesque cylindre. Mais cette enceinte cache en réalité le plus gros et le plus puissant aimant IRM au monde.

Le 4 mai dernier, l’instrument a quitté son usine de fabrication de Belfort dans l’Est de l’Hexagone. Destination : le centre du Commissariat à l’énergie atomique (CEA) de Paris-Saclay en Ile-de-France. Pour atteindre cet objectif, c’est toutefois un véritable périple que l’aimant géant a entamé.

« Du fait des dimensions et du poids de l’aimant et afin de limiter au maximum les vibrations, la majeure partie du voyage s’effectue par voies fluviale et maritime », explique le CEA dans un communiqué. L »instrument a ainsi quitté Belfort pour rejoindre Strasbourg puis embarquer sur le Rhin pour rejoindre le port de Rotterdam aux Pays-Bas.

Gros aimant IRM CEA

Voyage du plus gros et du plus puissant aimant IRM du monde (Source : CEA).

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Bioluminescence : voici Glowee, un éclairage biologique sans électricité

Une très jeune société, Glowee, propose un éclairage des plus originaux : un petit peuple de bactéries rendues bioluminescentes et présentées sous de multiples formes. Plutôt conçue pour la décoration ou pour illuminer un évènement, du moins pour l’instant, cette lumière est trop faible pour éclairer une pièce mais elle ne consomme rien.

Tout est venu des abysses, où des animaux savent se signaler dans les profondeurs obscures en émettant de la lumière par bioluminescence, comme le font aussi les vers luisants et des algues planctoniques. Deux étudiantes en design se disent, devant un reportage montrant ces organismes colorés, que cette source de lumière pourrait un jour servir aux humains. Le projet Glowee est lancé et remporte le concours Art’Science. Ne reste plus qu’à le concrétiser, ce qui sera fait avec une équipe de l’école Sup’Biotech, qui connaît les gènes, les bactéries et la biochimie (voir la vidéo dans laquelle la cofondatrice de Glowee, Sandra Rey, explique cette naissance).

« Nous utilisons six gènes venus d’un calmar abyssal, attaque d’emblée Nicolas Cornille, issu de Sup’Biotech et qui vient d’intégrer la toute jeune société. Et nous les avons introduits dans la bactérie Escherichia coli. » Une sorte d’interrupteur fait partie du dispositif, le promoteur PBAD, dans l’ADN de la bactérie. Il s’active quand un certain sucre, l’arabinose, est abondant dans le milieu, déclenchant la lecture des gènes voisins. S’il s’agit de ceux qui produisent les protéines bioluminescentes, la bactérie s’allume…

Batéries luminescentes

Un décor illuminé par une colonne peuplée de bactéries bioluminescentes (Source : Glowee).

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Énigme au LHC : des collisions de protons vraiment trop étranges

Des collisions de protons produisent des particules étranges, au sens propre comme au figuré, qui surprennent beaucoup les théoriciens de la physique des hadrons. Ce phénomène n’était connu jusqu’à présent que lors de collisions d’ions lourds conduisant à la formation du plasma de quarks et de gluons tel qu’il en existait pendant le Big Bang.

Au début des années 1950, alors qu’il délaissait la physique nucléaire pour se plonger dans l’étude des particules élémentaires, Enrico Fermi suspectait qu’elles ne pourraient être comprise qu’avec des équations non linéaires. C’est ce qui l’a conduit à lancer la première expérimentation numérique sur ordinateur en physique et en mathématique, à l’assaut du fameux problème de Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou. Werner Heisenberg jouait visiblement avec des idées similaires puisqu’il allait proposer la même décennie une théorie unifiée de ces particules élémentaires à l’aide d’une équation non linéaire.

L’avenir allait leur donner raison puisque le modèle électrofaible et surtout la chromodynamique quantique, la QCD, la théorie des forces nucléaires fortes basées sur le modèle des quarks, allaient effectivement faire usage d’équations non linéaires, dites de Yang-Mills. Mais le contenu physique de ces équations, comme le savait Fermi, reste difficile à explorer et des phénomènes surprenants y restent sans aucun doute cachés. C’est probablement ce que l’on vient de découvrir au LHC, une fois de plus, en étudiant des collisions de protons avec le détecteur Alice, avant tout destiné à percer les secrets du quagma, le plasma de quarks et de gluons.

De même que des détecteurs comme Atlas et CMS peuvent être utilisés pour étudier le quagma avec des collisions d’ions lourds générant un grand nombre d’hadrons, Alice peut servir à étudier des collisions de protons générant elles aussi un très grand nombre de telles particules formées de quarks. Dans un travail de ce genre, comme ils l’expliquent dans un article publié dans Nature Physics, les chercheurs du CERN sont tombés sur une surprise.

Alice CERN

Une vue d’Alice (A Large Ion Collider Experiment) au Cern. Ce détecteur géant permet d’explorer la physique du plasma de quarks-gluons au LHC. (Source : CERN)

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Des scientifiques créent un dispositif capable d’extraire de l’eau à partir de l’air

Une équipe de scientifiques américains a mis au point un dispositif capable d’extraire l’eau de l’air, même dans des endroits où l’humidité n’est que de 20%. Pour fonctionner, il a simplement besoin d’énergie solaire.

Lorsqu’on évoque les défis du futur, l’accès à l’eau reste sans aucun doute l’un des plus importants. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), quelque 1,1 milliard de personnes n’ont toujours pas accès à une source d’eau salubre à travers le monde. Un problème qui pourrait s’aggraver à l’horizon 2030 si les ressources ne sont pas mieux gérées, d’après les Nations Unies.

Pour venir en aide à ces populations, les scientifiques travaillent à travers le monde à trouver de nouvelles sources potentielles d’eau. Certaines équipes se concentrent ainsi sur le processus de désalinisation permettant d’obtenir de l’eau potable à partir d’eau de mer. D’autres en revanche orientent leurs efforts vers un concept plus étonnant : parvenir à obtenir de l’eau à partir de l’air.

C’est le cas d’une équipe de chercheurs américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université de Californie qui vient de publier ses travaux dans la revue Science. Des travaux qui révèlent de remarquables progrès : les scientifiques ont réussi à créer un dispositif capable d’extraire l’eau de l’air ambiant.

Solar-powered harvester

Cet incroyable dispositif capte l’eau dans l’air, même dans les endroits désertiques ! (Source : MIT/Université de Californie)

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Des physiciens ont créé un fluide avec une « masse négative » !

Une particule qui se comporte à la fois comme un objet ponctuel et comme une onde…, un chat — celui de Schrödinger — qui est à la fois mort et vivant… et maintenant, un fluide qui présente une masse effective négative. La physique, décidément, n’en finira jamais de nous étonner !

Des physiciens de l’université de l’État de Washington (États-Unis) affirment avoir créé un fluide qui présente une masse négative comme ils l’expliquent dans un article sur arXiv ! Après tout, il existe bien des objets qui possèdent une charge électrique positive et d’autres, une charge électrique négative. Alors, pourquoi pas des objets pourvus d’une « charge » de masse négative comme il en existe — on en a l’expérience tous les jours — qui présentent une « charge » de masse positive ? Et ces objets-là montreraient la propriété étrange d’accélérer vers l’arrière lorsqu’on les pousse… vers l’avant !

Précisons avant tout que le concept de masse négative pour ce fluide n’est pas du tout celui qui appartient toujours au domaine de la physique théorique. Depuis les années 1950, plusieurs physiciens ont considéré la possibilité de l’existence de matière qui en possède. Leur objectif : trouver une explication à certains phénomènes étranges observés au cœur des étoiles à neutrons, des trous noirs ou des trous de ver. Pour l’heure, la question continue de faire débat au sein de la communauté scientifique. Mais certains physiciens ont d’ores et déjà démontré que les lois de physiques ne pouvaient pas exclure l’idée de l’existence d’une telle « matière négative ». Toutefois, dans le cas présent, il s’agit d’une masse négative effective comme celle que l’on sait produire en physique du solide depuis plusieurs années grâce à des effets quantiques.

Satyandra Nath Bose

Une photo de Satyandra Nath Bose vers 1925. Ses travaux vont conduire Einstein à découvrir le phénomène quantique appelé depuis condensation de Bose-Einstein.

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Découverte d’une incroyable propriété du verre en surface

Le verre est un matériau surprenant. Même les chercheurs n’en maîtrisent pas encore toutes les caractéristiques. Des scientifiques américains apportent la preuve qu’il peut se passer des choses incroyables à la surface d’un verre, sans que le cœur du matériau n’en soit affecté.

En refroidissant un liquide, il arrive, comme dans le cas du verre, que les molécules qui le constituent conservent un arrangement désordonné, mais que leur mouvement ralentisse à tel point que le liquide se comporte comme un solide. Un mécanisme surprenant étudié par des chercheurs de l’université de Pennsylvanie. Ils s’intéressent tout particulièrement aux phénomènes de surfaces et à la façon dont ceux-ci peuvent (ou non) affecter les propriétés du verre.

Pour mieux comprendre, imaginez du miel. Réfrigéré, celui-ci se comporte comme un solide. À l’exception d’une couche de surface de quelque 5 à 10 nanomètres d’épaisseur dans laquelle les molécules restent libres de leurs mouvements. Déposez un virus sur cette surface et les molécules de miel forment — en quelque centaines de secondes seulement alors que les molécules du cœur du miel mettraient des millions d’années à se déplacer ainsi — un ménisque pour l’englober.

Verre

Le verre est un matériau amorphe dont certaines propriétés restent mystérieuses.

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Décès du physicien Pierre Binetruy

La disparition du physicien Pierre Binetruy, spécialiste des ondes gravitationnelles, plonge la communauté des chercheurs dans la tristesse.

La communauté des physiciens est en deuil : elle vient de perdre un de ses membres les plus brillants, Pierre Binetruy, né en 1955, professeur à l’université de Paris-Diderot, spécialiste de la cosmologie et des interactions fondamentales de l’Univers, auteur de plusieurs ouvrages et cours en ligne sur la gravitation en particulier. Directeur du PCCP (centre de cosmologie physique de Paris), Pierre Binetruy a créé le laboratoire Astroparticules et Cosmologie (APC), une référence dans le domaine, qu’il a dirigé entre 2006 et 2013.

Son engagement pour la science européenne est né au cours de son doctorat au Cern, le grand laboratoire européen de physique des particules, berceau du LHC, le grand collisionneur à hadrons. Au cours de sa carrière, cela s’est traduit par de nombreuses activités au sein des instances européennes : directeur du groupement de recherche européen Supersymétrie (1997-2004), président du Fundamental Physics Roadmap Committee (2009-2010) de l’ESA, le comité de réflexion pour la physique fondamentale de l’Agence spatiale européenne. Il a été membre de l’European Space Science Committee, Comité de Programme Scientifique (SPC) du Laboratoire National SLAC (le célèbre accélérateur de particules de l’université de Stanford, Etats-Unis) et du comité d’évaluation international (CVI) de l’INFN, l’Institut National de Physique nucléaire italien.

Pierre Binetruy

Pierre Binetruy

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