Masse du proton : une particule plus légère que prévu

Au placard les balances de salle de bain ! Pour peser un proton, les physiciens doivent recourir à des expériences un peu plus élaborées, d’autant plus s’ils souhaitent le faire avec une grande précision. C’est ce que des chercheurs allemands sont parvenus à faire, avec un résultat surprenant : le proton est plus léger que prévu…

Nous ne les voyons pas, mais les protons sont partout autour de nous, au cœur de chaque atome qui constitue la matière qui nous entoure. Ainsi, définir leurs caractéristiques élémentaires — comme leur taille, charge ou masse — revêt une importance particulière. De nombreux physiciens s’y sont attelés. Ceux de l’Institut Max-Planck (en Allemagne) viennent d’obtenir un résultat pour le moins surprenant : le proton pèserait moins que la valeur communément admise.

Plus exactement 1,007276466583 au lieu de 1,007276466879 unité atomique. Cette différence infime reste inexpliquée. Mais, si elle se confirme, cela pourrait permettre de comprendre quelques phénomènes encore mystérieux, comme le fait par exemple que l’univers soit formé de matière alors que l’antimatière y est extrêmement rare.

Atome

Des chercheurs allemands ont mesuré la masse du proton. Celui-ci serait plus léger que prévu. Mais l’équipe appelle d’autres physiciens à procéder à leurs propres mesures pour s’assurer de la validité du résultat.

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Glaces extraterrestres, les secrets de leur formation découverts

Notre univers ne renferme pas uniquement de la glace ordinaire. Il existe par exemple une glace extraterrestre appelée « glace VII ». Pour la première fois, la formation de celle-ci à haute pression vient d’être observée avec un laser à rayons X.

C’est relativement peu connu (sauf des physiciens et chimistes confrontés au sujet), mais il y a, dans le cosmos, plusieurs types de glaces. Celles-ci apparaissent dans différentes phases selon les conditions de température et de pression. Nous en connaissons plus d’une dizaine de formes cristallines.

La première glace découverte par l’humanité, celle des glaciers et de la neige, a été classifiée au début du XXe siècle par Gustav Tammann, sous l’appellation de « glace Ih » (la lettre « h » indique qu’elle fait partie des cristaux dont la maille cristalline est hexagonale). Tammann a aussi découvert les glaces de types II et III.

Pionnier de la physique des hautes pressions, le physicien P. W. Bridgman a contribué à l’extension de notre connaissance des types de glaces en fabriquant, en 1912 d’abord, les glaces V et VI, puis, en 1937, la glace VII. Ces connaissances nous permettent de spéculer sur la structure interne des planètes géantes comme Jupiter et Neptune mais aussi, maintenant, sur l’intérieur de certaines exoplanètes, en particulier les grandes planètes océans.

Europe & Jupiter

Vue d’artiste de la surface d’Europe, la lune glacée de Jupiter (Source : NASA)

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Du carburant à partir de la lumière du Soleil

C’est la promesse de la découverte fondamentale réalisée dans un laboratoire de l’université Paris-Diderot. Un catalyseur à base de fer permet à la molécule de CO2, dissoute dans un liquide, de perdre progressivement ses atomes d’oxygène qui sont alors remplacés par des atomes d’hydrogène pour former du méthane.

L’article qui paraît ce lundi 17 juillet 2017 dans Nature a tout pour exciter. Ses coauteurs Heng Rao, Luciana C. Schmidt, Julien Bonin et Marc Robert du laboratoire d’électrochimie moléculaire de l’université Paris-Diderot – Sorbonne Paris-Cité y démontrent comment, sans autre apport d’énergie que la lumière solaire, à pression et température ambiantes, la molécule de dioxyde de carbone (CO2) subit une transformation radicale pour donner du méthane (CH4).

“Il s’agit de recherche fondamentale, mais ce que nous avons mis en évidence est prometteur », expliquent Julien Bonin et Marc Robert. « Nous avons mis au point un système liquide à plusieurs composants dans lequel le CO2 dissous se transforme progressivement en méthane grâce à la lumière solaire et à une molécule à base de fer qui permet d’accélérer la réaction.” Cette découverte emprunte beaucoup au biomimétisme puisque les chercheurs avouent s’être inspirés du rôle du fer comme constituant de l’hémoglobine permettant aux globules rouges de transporter l’oxygène dans le sang.

Les phénomènes chimiques en jeu ont de quoi dérouter surtout quand on sait que le CO2 est particulièrement inerte et réfractaire à toute transformation. Ici pourtant, celui-ci se sépare de ses atomes d’oxygène pour prendre des atomes d’hydrogène. “Ces derniers sont présents dans la solution sous forme de petites quantités d’eau (H2O) mais peuvent aussi être issus d’une amine, un composé chimique qui intervient ici comme cocatalyseur”, poursuivent Julien Bonin et Marc Robert. Le processus est encore loin d’être compris dans ses moindres détails. Les chercheurs ont pu décrire la première étape du processus, celle où le CO2 perd un atome d’oxygène pour former du monoxyde de carbone (CO).

Lumière Soleil

Du carburant à partir de la lumière du Soleil !

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Bientôt des téléphones portables sans batterie ?

Des chercheurs de l’université de Washington sont parvenus à mettre au point un téléphone qui s’alimente par des ondes radio ou par la lumière.

Des portables de plus en plus puissants, mais de moins en moins autonomes. Les smartphones deviennent des appendices indispensables, mais la capacité de leur batterie reste limitée, forçant à des recharges fréquentes. Pour y remédier, une équipe de chercheurs de l’université de Washington, vient de mettre au point un appareil quasiment autonome, relève le blog Nouvelles technologies.

Fabriqué à partir d’un simple circuit imprimé sur lequel ont été branchés des composants achetés dans le commerce, il consomme très peu d’énergie, car les chercheurs ont renoncé à numériser les signaux analogiques envoyés par la voix. Au lieu de cela, la voix est transformée en signal radio. Un talkie-walkie, en quelque sorte, d’autant qu’il faut presser un bouton pour passer du mode « parole » au mode « écoute ».

Téléphone portable sans batterie

L’Université de Washington a élaboré le prototype du premier téléphone sans batterie (Source : University of Washington).

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Le plus gros aimant IRM au monde s’installe en France

11,7 teslas : c’est le record du monde de puissance pour cet aimant IRM qui vient tout juste de poser sa bobine au CEA de Saclay. Cette prouesse technologique devrait permettre des avancées majeures dans la compréhension de notre cerveau et des maladies associées.

« Cet IRM dénommé Iseult sera aux neurosciences ce que Hubble a été à l’astronomie. » Denis Le Bihan, responsable de ce projet franco-allemand lancé au début des années 2000 l’assure : l’arrivée au CEA de Paris-Saclay (Essonne) du plus gros aimant IRM au monde marque une étape majeure de l’exploration de notre univers neuronal.

Hors norme, cette pièce maîtresse du futur IRM de recherche l’est d’abord par sa taille : ses 5 mètres de largeur et de longueur lui donnent des allures d’étage de fusée. Et ces 132 tonnes d’innovation devraient ainsi faire décoller les performances : « ces images seront 100 fois plus résolues que les imageurs actuels des hôpitaux et 10 fois plus précises que les meilleurs imageurs de recherche existants », se félicite Denis Le Bihan.

Et pourtant : « Au départ, certains de nos confrères étaient sceptiques quant à nos chances d’y parvenir», se souvient-il. La solution est venue du ciel via l’Institut de recherche fondamentale sur les lois de l’Univers du CEA, passé maître dans l’art des aimants géants aussi bien pour les besoins du CERN que d’ITER.

Gros aimant IRM CEA

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

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Découverte d’une nouvelle particule de matière

Baptisée « Xicc++ », elle a été détectée grâce à des collisions énormes provoquées par le LHC, l’accélérateur de particules européen.

Le grand collisionneur de hadrons (LHC), l’accélérateur de particule qui a permis de débusquer le boson de Higgs, a fait une découverte de plus, a annoncé ce jeudi 6 juillet le Cern, l’organisation européenne pour la recherche nucléaire.

Cette nouvelle particule, baptisée « Xicc++ », est constituée de trois quarks, les plus petites briques de matière connue. « C’est une particule très lourde et instable », explique à l’AFP Matthew Charles du Laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies (LPNHE) du CNRS, à l’université Pierre-et-Marie-Curie qui a participé aux recherches.

Cette nouvelle particule est constituée de deux quarks « charmés » et d’un quark « up » et appartient à la famille des baryons. Pratiquement toute la matière que nous observons autour de nous est faite de baryons, dont les plus célèbres représentants sont les protons et les neutrons.

Xicc++

Une représentation de la nouvelle particule découverte par l’expérience LHCb au Cern, à Genève.

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Le béton romain vieux de 2000 ans serait plus solide que celui d’aujourd’hui

Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles perspectives, notamment la construction de digues plus résistantes.

Après 2000 ans de secret, la composition du béton très résistant utilisé par les Romains pour construire des structures sur l’eau, aurait enfin été découvert. C’est du moins ce qu’affirme une équipe de chercheurs de l’université d’Utah.

Ce béton était créé à partir d’un mélange de cendres, de roches volcaniques, de chaux (oxyde de calcium), et de sel marin. Il servait notamment à construire des ponts et des digues. « Les Romains ont passé un temps incroyable à développer cela, explique Marie Jackson, géologiste et co-auteure de l’étude, au Guardian. C’était des gens très, très intelligents. »

Béton romain

Le béton des Romains se renforcerait avec le temps qui passe (Source : AFP).

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