Quand la lumière infrarouge devient visible

Des chercheurs ont développé un procédé capable de convertir le rayonnement infrarouge en lumière visible. De quoi espérer améliorer des techniques aussi variées que la production photovoltaïque ou le traitement du cancer.

Dans certaines situations, un atome peut absorber deux photons pour n’en émettre qu’un seul, de longueur d’onde inférieure. C’est ce que les physiciens appellent la conversion ascendante de photons. Et c’est le phénomène sur lequel se sont appuyés des chercheurs des universités de Harvard et de Columbia (États-Unis) pour mettre au point un composé capable de convertir le rayonnement infrarouge en lumière visible.

Quel intérêt ? Tout d’abord pour les panneaux solaires photovoltaïques, par exemple. Ceux qui sont actuellement commercialisés ne sont capables de convertir en électricité que la partie visible du spectre de la lumière qu’ils reçoivent du Soleil. Ce système pourrait permettre de doper leur efficacité.

Conversion lumière infrarouge/visible

Imaginez des ampoules moléculaires alimentées par des photons infrarouges invisibles et qui génèreraient de la lumière visible (Source : Université de Columbia).

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Ce nouveau minéral inconnu est plus dur que le diamant

La carmeltazite, retrouvée à l’intérieur d’un saphir en Israël, vient d’être ajoutée à la liste officielle des minéraux connus. Elle se serait formée lors du Crétacé, alors que la région était soumise à d’intenses éruptions volcaniques.

Un nouveau minéral un peu spécial vient d’être ajouté le 7 janvier à la liste officielle des minéraux, après approbation de l’Association internationale de minéralogie (AIM). Ce dernier a été découvert le mois dernier par la compagnie minière Shefa Yamim sous forme d’inclusions à l’intérieur d’un saphir Carmel™, un type de saphir spécifique déposé par la compagnie dont la couleur varie du orange au bleu et au noir. La carmeltazite doit son nom au lieu de sa découverte (près de la rivière Kishon sous le Mont Carmel au nord d’Israël) et des minéraux qu’elle contient (titane, aluminium et zirconium, soit TAZ).

De composition ZrAl2Ti4O11, sa structure cristalline a été décrite dans le journal Minerals, le 19 décembre dernier, après une analyse chimique et aux rayons X. La carmeltazite, faiblement pléochroïque (présentant des couleurs différentes selon l’orientation du corps) avec une couleur allant du brun foncé au vert foncé, aurait été formée lors d’une éruption volcanique durant le Crétacé. « Les agrégats de corindon dans lesquels la carmeltazite est présente semblent s’être formés près de la limite croûte-manteau à environ 30 km de profondeur », indiquent les auteurs de l’étude.

Carmeltazite

La carmeltazite possède un arrangement unique d’atomes de titane, aluminium et zirconium (Source : William L. Griffin et al, Minerals).

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Vivons-nous dans un univers-bulle en expansion dans une autre dimension ?

La nature de l’énergie noire reste mystérieuse, surtout en relation avec une théorie quantique de la gravitation. Pour trouver une explication compatible avec la théorie des supercordes, des théoriciens ont été conduits à penser que notre univers serait comme l’équivalent d’une bulle de savon, mais gonflant dans un espace-temps macroscopique à cinq dimensions.

La nature de l’énergie noire est l’une des plus grandes énigmes de la physique et de la cosmologie moderne. On confond souvent son existence postulée avec celle de l’accélération de l’expansion du cosmos observable que l’on peut mettre en évidence de plusieurs façons, la principale et la première étant en se basant sur la détection de populations de supernovae SN Ia. Cela conduit alors à introduire une constante cosmologique dans les équations d’Einstein mais cette constante ne trahit pas forcément l’existence d’une nouvelle physique. Elle pourrait résulter d’une mauvaise prise en compte du caractère inhomogène de la distribution de matière dans la portion d’univers que nous pouvons observer.

Dans tous les cas, nous sommes confrontés à un problème si nous prenons au sérieux la théorie de la gravitation d’Einstein. En effet, si nous cherchons à calculer l’énergie minimale qui se trouve dans les champs de force et de matière connus et bien décrits par les équations de la théorie standard en physique des particules, la théorie quantique conduit – dans l’état où nous la comprenons actuellement – à prédire une énorme densité d’énergie dans ce qui constitue le fameux vide quantique. Ce n’est pas un problème tant que nous ne tenons pas compte de la gravitation. Mais si nous le faisons, les calculs que l’on sait faire et que l’on est conduit à faire impliquent alors que l’univers devrait être dominé par des effets énormes qui, soit le conduirait à être très fortement courbé sur lui-même, soit dans un état d’expansion accéléré vertigineux qui n’est pas sans rappeler celui postulé par la théorie de l’inflation.

Nous savons que ce n’est évidemment par le cas, ce qui veut dire qu’il nous faudrait nécessairement une théorie quantique de la gravitation pour mener à bien, de façon rigoureuse, les calculs conduisant à la très faible valeur de l’énergie du vide. Énergie du vide qui doit se manifester comme une constante cosmologique. Toutefois, plusieurs des théories quantiques de la gravitation proposées sont aussi des théories de l’unification des forces et de la matière. Elles introduisent de nouveaux champs quantiques qui se comportent comme des champs dits scalaires, qui ne sont pas sans rappeler celui derrière l’existence du fameux boson de Brout-Englert-Higgs.

Cosmologie & expansion Univers

Les équations de la cosmologie relativiste posent des questions en rapport avec l’origine de l’expansion accélérée du cosmos observable (Source : NASA/Shane Larson).

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De nouveaux signaux radio mystérieux ont été détectés dans l’espace

Pour la deuxième fois de l’Histoire, des astronomes ont détecté d’étranges répétitions dans le ciel lointain : celles de signaux radios émis pendant quelques millisecondes seulement, les sursauts radio rapides. Un phénomène probablement lié à des évènements astronomiques, mais dont la source pourrait aussi, de l’avis de certains spécialistes, être d’origine « alien ».

En 2007, une équipe d’astronomes américains décelait parmi des données acquises quelques années plus tôt, d’étranges sursauts d’ondes radio, dont la durée n’excédait pas quelques millisecondes. Baptisées alors FRB, pour fast radio burst, ou sursauts radio rapides, de telles pulsations n’avaient pour l’heure jamais été détectées une nouvelle fois. Jusqu’à un beau jour de l’été dernier…

En août 2018, une équipe canadienne a en effet capté en l’espace de trois semaines pas moins de treize nouveaux sursauts radio rapides. Parmi ces treize signaux de très courte durée – détectés grâce au radiotélescope CHIME (pour Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) – l’un d’eux a particulièrement attiré l’attention des scientifique. Son nom : FRB 180814.J0422+73. Sa particularité : il s’est répété pas moins de six fois.

« Jusqu’à présent, il n’y avait qu’un seul FRB répétitif connu. Savoir qu’il en existe un autre sous-entend qu’il pourrait y en avoir encore plus », se réjouit dans un communiqué l’astrophysicienne Ingrid Stairs, de l’Université de Colombie britannique, au Canada, et membre de l’équipe à l’origine des deux publications relatant la découverte.

Télescope CHIME

Le radiotélescope CHIME au Canada.

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Le téléviseur enroulable de LG fait le show à Las Vegas

L’étape du prototype est terminée pour le premier téléviseur OLED enroulable signé LG. Commercialisée au premier semestre 2019 dans le meilleur des cas, cette dalle est le plus bel écran du futur.

L’entreprise sud-coréenne LG a créé l’événement avec son téléviseur OLED lors du salon de l’électronique, le Consumer Electronic Show 2019 (CES), aux États-Unis. Aperçu l’an passé en tant que prototype, la grande particularité de ce modèle est d’être entièrement enroulable et rétractable de manière à disparaître dans son meuble. Cette fois, il s’agit bien du modèle final, prêt à être commercialisé, et l’effet est garanti !

L’écran de 65 pouces est monté sur un caisson servant de base et qui permet de le cacher lorsqu’il est enroulé (mode Zero view). Ce caisson contient également une barre de son de 100 Watts, compatible Dolby Atmos 4.2. Le système nécessite environ 10 secondes pour enrouler ou dérouler l’écran (mode Full view), et le constructeur assure avoir testé ce système des milliers de fois sans le moindre problème. LG a également prévu une autre position, avec seulement un quart de l’écran visible (mode Line view) pour les usages autres comme un simple objet connecté pour écouter sa musique. Il permet, par exemple, d’afficher la chanson en cours, l’heure et propose d’autres widgets.

Ecran TV souple OLED

LG est actuellement le seul constructeur à maîtriser la fabrication des dalles Oled flexibles de grande taille pour les téléviseurs (Source : LG).

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D’après une étude, le Big bang aurait aussi créé un univers d’antimatière en miroir du nôtre

D’après un trio de physiciens canadiens, le Big bang n’aurait pas seulement créé notre univers : il aurait également produit un second, constitué d’antimatière. Nous aurions donc un partenaire cosmique, dont le temps recule et qui fonctionne en miroir. Décryptage de cette théorie qui pourrait également prouver l’existence de la matière noire.

L’année vient à peine de commencer qu’elle est secouée par une théorie qui suggère un nouveau modèle cosmologique. Selon les travaux d’une équipe de physiciens canadiens qui ont été publiés dans la revue Physical Review of Letters, notre univers aurait un frère jumeau : une sorte d’anti-univers.

« Il y a cet état d’esprit qui consiste à vouloir expliquer un nouveau phénomène en inventant une nouvelle particule ou un nouveau champ”, souligne Neil Turok de l’Institut Périmètre de physique théorique, au Canada. « Je pense que cela peut nous induire en erreur ».

Pour cette raison, son équipe et lui ont choisi de se partir du déjà-existant. Ils ont alors développé leur théorie d’un anti-univers, tout en préservant la règle fondamentale de la physique appelée symétrie CPT.

Big bang

Une vue d’artiste du Big Bang.

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Stockage d’énergie : l’invention géniale d’une startup suisse

Oubliez les barrages et les batteries géantes ! La startup suisse Energy Vault a imaginé un moyen étonnant pour stocker l’énergie renouvelable : empiler des blocs de béton comme dans un Lego géant. Une solution low cost et très efficace.

Imaginez un barrage hydraulique servant à stocker l’énergie, mais où l’eau aurait été remplacée par d’énormes blocs de béton de 35 m3 qui s’empilent les uns sur les autres comme des Legos, montés et descendus dans un étrange ballet de grues. Voilà l’idée un peu loufoque de la startup suisse Energy Vault, qui vient de conclure début novembre son premier contrat commercial avec le géant indien Tata. En 2019, ce dernier sera ainsi équipé d’une unité de stockage low cost capable d’injecter de l’électricité sur le réseau en moins de 3 secondes.

Comment ça marche ? Lorsque l’électricité est excédentaire, une grue à six branches monte les blocs de béton en haut de la tour, jusqu’à une hauteur de 120 mètres : l’énergie cinétique est transformée en énergie potentielle. En cas de besoin, les blocs sont redescendus par les grues, alimentant une turbine grâce à l’énergie cinétique restituée. Le tout géré par un algorithme spécialement développé par la startup, qui calcule en temps réel où doit être placé le bloc et le stockage nécessaire en fonction de multiples paramètres, comme les prévisions de demande, les prix de l’électricité ou la météo qui influe sur la production des autres énergies renouvelables.

Stockage énergie béton

Une technologie de stockage low cost : aucun matériau coûteux comme le lithium ou le platine, mais de simples blocs de béton issus de la récupération de déchets de construction (Source : Energy Vault).

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