Connect with us

science

Actualité Optique et Photonique – Un « télescope » basé sur les rayons gamma

Published

on

Actualité Optique et Photonique – Un « télescope » basé sur les rayons gamma

[Enlarge image]

Une équipe de chercheurs de plusieurs universités japonaises a développé un observatoire de rayons gamma embarqué sur un ballon et constitué d'un ensemble de dizaines de films minces en émulsion. Les traces de particules dues au rayonnement apparaissent sous forme de petits points sur chaque couche de film individuelle. [Image: GRAINE collaboration]

À l'ère de la photographie numérique haute résolution instantanément disponible, il est facile de conclure que les anciennes technologies photographiques (les films traditionnels à base d'émulsion) n'ont pas grand-chose à offrir. Cependant, il semble que les films en émulsion aient encore leur utilité.

Exemple concret : dans des travaux récemment rapportés, une équipe scientifique basée au Japon a utilisé un nouveau « télescope » constitué d’une « pile de crêpes » de films d’émulsion pour imager les rayons gamma du lointain pulsar Vela avec ce que les auteurs disent être « le niveau le plus élevé ». « de résolution angulaire. pour tout télescope à rayons gamma à ce jour » (Astrophys. J., doi : 10.3847/1538-4357/ad0973). Heureusement, ils ont également profité d’une autre technologie aux racines historiques anciennes : un ballon scientifique pour faire voler le télescope basé sur un plateau de tournage en hauteur pour observer de plus près le ciel des rayons gamma.

Au cours d'un vol en ballon de 900 kilomètres à travers le centre de l'Australie, l'instrument à l'aspect inconfortable a pu capturer « plusieurs milliards de trajectoires » de paires électron-positon dérivées des rayons gamma, « avec une résolution de 1/10 000 mm », selon l'étude co. -auteur Shigeki Aoki de l'Université de Cuba. La résolution de l’instrument à film a permis de mesurer le pulsar avec une résolution « plus de 40 fois supérieure à celle des télescopes à rayons gamma conventionnels », ajoute Aoki.

Vers de meilleures mesures des rayons gamma

Bien entendu, les télescopes à rayons gamma ne manquent pas aujourd’hui. Par exemple, le télescope spatial à rayons gamma Fermi en orbite autour de la Terre, lancé en 2008, a effectué des observations révolutionnaires au cours de sa longue mission, tout comme d'autres missions spatiales telles que l'Observatoire intégral de l'Agence spatiale européenne. Plusieurs observatoires au sol scannent également le ciel aux rayons gamma.

READ  Effondrement des théories de Newton et d'Einstein sur la faible accélération

Le problème avec la technologie actuelle des télescopes à rayons gamma, selon la nouvelle étude, est qu'elle ne parvient pas à déterminer l'angle d'incidence des rayons gamma et n'est pas sensible à la polarisation. Améliorer ces lacunes est « la clé pour réaliser les prochaines avancées dans le domaine de l’astronomie des rayons gamma », affirment les auteurs.

Empiler des crêpes (tenir le sirop)

Un artiste se moque d'un détecteur à couche mince comme d'une pile de crêpes

Une photo de presse inhabituelle compare la pile de films d'émulsion dans le nouveau détecteur de l'équipe à une pile de crêpes, et le trajet des rayons gamma à une paille traversant la pile en biais. [Image: Kobe University]

Il y a plus de dix ans, les chercheurs à l’origine de cette nouvelle recherche ont trouvé une solution à ce dilemme. En empilant un grand nombre de films d’émulsion sensibles aux rayons gamma, ils peuvent capturer les trajectoires des paires d’électrons et de positons créées par les rayons gamma (grâce au processus de production de paires) lorsqu’ils traversent chaque couche de la pile de films.

Dans un communiqué de presse (et une photo quelque peu comique) accompagnant la recherche, une pile de films d'émulsion était comparée à une pile de crêpes. Tout comme l'angle de la paille collée sur la pile de tartes peut être mesuré par la position du trou dans chaque couche successive, de même l'angle d'incidence des rayons gamma sur la pile de films peut être retracé – avec des angles extrêmes. précision. Étant donné que l’azimut du plan de la paire électron-positon est lié (bien que faiblement) à la polarisation des rayons gamma, l’installation peut également être utilisée pour des mesures de polarisation.

Contrôler la situation et le temps

L’équipe a associé ce concept à des systèmes supplémentaires intelligents pour contrôler le lieu et l’heure de leurs observations par ballon. Le cœur de l’appareil, que les chercheurs appellent le « transducteur », est un empilement de 33 mm d’épaisseur de 100 couches de film, chacune mesurant 330 micromètres d’épaisseur et contenant chacune une couche d’émulsion de cristaux de bromure d’argent de 75 micromètres d’épaisseur. Le transducteur est conçu pour détecter et suivre les électrons et les positrons produits à travers la paire sur une distance statistiquement significative, permettant ainsi une mesure angulaire.

L’équipe devait également s’assurer qu’elle était capable de reconstruire l’emplacement exact (en particulier l’attitude) de l’instrument embarqué sur le ballon et le moment exact de chacun des trajets de rayons gamma qu’il capturait. Pour la première exigence, les chercheurs ont utilisé un réseau de trois caméras stellaires séparées de 90 degrés en azimut. Cela permet d'enregistrer l'orientation de l'instrument par rapport aux étoiles fixes, puis de mesurer et de corriger l'orientation de l'instrument à chaque observation.

Entre-temps, pour déterminer le timing, l'équipe a développé un « horodatage » innovant, composé de trois étages horizontaux de films multicouches supplémentaires, chaque étage oscillant d'avant en arrière sous le transformateur stationnaire à des vitesses uniformes mais différentes. Le déplacement relatif des trajectoires capturées dans les couches supérieures fixes du transformateur à travers les trois phases inférieures dépendant du temps permet un horodatage précis pour chaque événement de rayons gamma.

Premier voyage

En avril 2018, alors que les vents étaient favorables pour un vol entre Alice Springs et Longreach, dans le centre de l'Australie, des chercheurs ont emballé cet instrument inhabituel dans une gondole fermée et pressurisée et l'ont attaché à un ballon scientifique à haute altitude. Le ballon a transporté l'appareil à une hauteur de 38 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Après un voyage de 17,4 heures et 900 kilomètres, la télécabine a été lancée et a dérivé vers la Terre en parachute, où elle a été récupérée par des scientifiques. Le vol est programmé pour inclure 6 heures pendant lesquelles le pulsar Velea – une étoile à neutrons en rotation rapide située à environ 800 années-lumière de la Terre – peut être observé en continu dans le ciel.

Pour donner un sens à la grande quantité de données collectées au cours du court vol, les chercheurs ont utilisé un système automatisé à haut débit récemment développé pour d’autres études sur les émulsions nucléaires. Ce système à grande vitesse, combiné aux données d'un convertisseur et d'une émulsion d'horodatage, leur a permis de développer une image du pulsar en tant que source ponctuelle, avec une résolution signalée plus de 40 fois meilleure que les efforts précédents.

« Nous avons obtenu l'imagerie de la plus haute résolution du pulsar Vela à ce jour et validé le fonctionnement du télescope à émulsion à rayons gamma à la résolution angulaire la plus élevée dans ce régime énergétique », a écrit l'équipe.

Prochaine étape : l'agrandissement

Même si ces premiers résultats semblent impressionnants, l’expérience Vela pulsar constitue essentiellement une preuve de concept et l’équipe a de grands projets pour l’avenir. Les chercheurs se concentreront particulièrement sur l’augmentation de la zone sensible du détecteur et la réalisation de vols plus longs. Ils amélioreront également l'efficacité du traitement des énormes données collectées par le système (peut-être un facteur important, à en juger par les plus de cinq années entre le vol d'avril 2018 et la publication du journal en décembre 2023).

« Grâce aux expériences scientifiques embarquées sur des ballons, nous pouvons essayer de contribuer à de nombreux domaines de l'astrophysique, en particulier en ouvrant les télescopes à rayons gamma à l'astronomie multi-messagers », a déclaré Aoki dans un communiqué de presse accompagnant la recherche, « où des mesures simultanées de la le même événement est nécessaire grâce à différentes techniques.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Une orque solitaire tue un grand requin blanc en moins de deux minutes

Published

on

Une orque solitaire tue un grand requin blanc en moins de deux minutes
Une attaque tribord sur le Great White s'est terminée en quelques secondes (Photos : Christian Stopforth/Alison Towner et autres)

L'éviscération rapide d'un grand requin blanc à Mossel Bay, en Afrique du Sud, a changé la façon dont la science perçoit la prédation des grands requins blancs par les épaulards.


par

L'épaulard connu sous le nom de Starboard – qui fait partie d'un duo qui terrorise les grands requins blancs en Afrique du Sud depuis près d'une décennie – a été vu en train de tuer et de retirer chirurgicalement le foie d'un grand requin blanc – par lui-même – en moins de deux minutes. . C’est la première fois qu’une orque solitaire est documentée en train de tuer.

On pense que les épaulards mâles, connus sous le nom de Port et Tribord – du nom de la façon dont leurs nageoires dorsales battent dans des directions opposées – étaient des prédateurs des grands bélugas de la région depuis 2015, les premières preuves ayant été publiées en 2017. On pensait auparavant qu'ils poursuivaient leurs proies ensemble ou dans le cadre d'un groupe plus large comprenant jusqu'à six animaux.

La dernière observation, survenue à Mossel Bay en juin 2023, a été publiée dans une revue Journal africain des sciences marinespar une équipe dirigée par le Dr Alison Towner, de l'Université de Rhodes en Afrique du Sud, qui étudie la grande prédation blanche dans la région depuis le début de la frénésie meurtrière à bâbord et à tribord.

« Les épaulards, ou orques, coopèrent généralement lorsqu'ils chassent, bien qu'ils puissent chasser seuls », a déclaré Towner. « L'aspect inhabituel était de voir le tribord attraper un requin blanc tout seul et dans un laps de temps remarquablement court. »

READ  Les scientifiques ont créé des cartes 3D des alliages de nouvelle génération

le Fondation du patrimoine terrestre Vidéo documentant l'attaque sans précédent

L'étude note que bâbord et tribord ont été aperçus dans la zone autour de Mossel Bay le 18 juin, avec une « tache de surface visible » et une « odeur distincte de foie de requin » dans l'eau – ce qui suggère que les épaulards avaient déjà tué un requin. Au moins plus tôt dans la journée.

Plus tard dans l'après-midi, un petit animal blanc d'environ 2,5 mètres de long a été repéré à la surface. Celui de tribord serait apparu directement derrière lui, après quoi il « a saisi la nageoire pectorale gauche du requin et l'a poussé plusieurs fois vers l'avant avec le requin avant de finalement l'éviscérer ».

Des témoins de l’incident ont rapporté qu’après l’éventration, Maimana s’est approchée de leur bateau et qu’un « morceau de foie sanglant de couleur pêche est apparu dans sa bouche ».

Cette observation a changé la façon dont les scientifiques envisagent la façon dont les épaulards chassent les grands requins. Bien qu'il ne soit pas rare que les épaulards se chassent eux-mêmes, c'est la première fois que ce comportement est associé à la prédation des grands poissons blancs.

En 2019, Port a été vu portant le corps d'un baleinier en bronze dans sa bouche. Le journal affirme donc que l'âge et la taille du requin sont importants pour déterminer la stratégie de chasse aux épaulards : il ne mesure que 2,5 mètres de long et pèse 100 kg. Le grand requin blanc juvénile présente peu de défi physique pour l'orque mâle adulte, qui peut atteindre plus de 8,5 mètres de long et peser plus de cinq tonnes.

READ  La NASA et Roscosmos poursuivent les discussions sur l'échange de sièges
Des épaulards noirs s'approchent du bateau transportant du foie de grand requin blanc
Tribord s'approchant du bateau des observateurs avec sa tasse (Photo : Francesca Romana Romero/Alison Towner) et autres)

Cependant, une grande femelle à queue blanche pourrait peser plus de 5 mètres et 2 000 grammes et constituerait un défi plus sérieux pour les épaulards – même si à en juger par le nombre de carcasses de requins trouvées au fil des ans, ce n'est clairement pas beaucoup.

« Cette observation a révélé des preuves de chasse solitaire par au moins un épaulard, remettant en question les comportements de chasse coopératifs traditionnels connus dans la région », a déclaré Towner. « Il s'agit d'informations révolutionnaires sur le comportement prédateur de cette espèce, et nos résultats contribuent de manière significative à la compréhension mondiale de la dynamique de prédation des épaulards, en faisant progresser la connaissance des écosystèmes marins et des relations prédateurs-proies. »

La présence de bâbord et de tribord autour de la côte sud de l'Afrique du Sud a eu un impact significatif sur l'importante population blanche de la région. False Bay, autrefois un haut lieu de la plongée en cage blanche, était pratiquement dépourvue de l'espèce depuis 2017, jusqu'à ce qu'une vague d'observations en novembre 2023 signale son retour.

Les deux hommes sont devenus des célébrités locales et bénéficiaient probablement de l'attention des médias – à en juger par le comportement de Starboard après le meurtre.

« L’autre chose étonnante de cette observation, c’est que l’épaulard est venu avec le foie dans la bouche et s’est dirigé vers le bateau. [that witnessed the attack]Towner a dit Entretien avec Sky News. « Ils ont eu un aperçu direct de ce à quoi ça ressemble – c'est plutôt cool. » Le silence des agneaux-nid!'

READ  Champs de glace, lait glaciaire et montée des mers

Le document s’intitule « Plus de réflexions sur les épaulards ». Orque Ursinus S'attaque aux requins blancs Carcharodon carcarias En Afrique du Sud, par Alison Towner, et autresPublié dans Journal africain des sciences marines Sous licence libre d'accès.

Marque
Derniers messages de Mark « Crowley » Russell (Afficher tout)

Continue Reading

science

Un signal d’alarme depuis l’Antarctique

Published

on

Un signal d’alarme depuis l’Antarctique

Dans cette illustration, l’eau de mer s’écoule profondément sous la surface dans une fissure de la banquise qui s’ouvre activement en Antarctique. De nouvelles recherches montrent que de telles fissures peuvent s’ouvrir très rapidement et que l’écoulement de l’eau de mer aide à contrôler la rapidité avec laquelle la banquise se brise. Crédit : Rob Soto

Il y a suffisamment d'eau gelée dans les glaciers du Groenland et de l'Antarctique pour que, s'ils fondaient, les mers du monde s'élèveraient de plusieurs mètres. Ce qui arrivera à ces glaciers au cours des prochaines décennies constitue la plus grande inconnue en ce qui concerne l’augmentation future du niveau de la mer, en partie parce que la physique du vêlage des glaciers n’est pas encore entièrement comprise.

La question cruciale est de savoir comment des océans plus chauds peuvent entraîner une désintégration plus rapide des glaciers. Université de Washington Les chercheurs ont démontré la fracture à grande échelle la plus rapide connue le long de la plate-forme de glace de l'Antarctique. L'étude a été récemment publiée dans Fourni par l'Université du Golfe ArabiqueIl montre qu'une fissure de 10,5 kilomètres de long s'est formée en 2012 sur le glacier de Pine Island – une plate-forme de glace en retrait retenant la plus grande calotte glaciaire de l'Antarctique occidental – en 5 minutes et demie environ. Cela signifie que la fissure s'est ouverte à une vitesse d'environ 115 pieds (35 mètres) par seconde, soit environ 80 miles par heure.

« À notre connaissance, il s'agit de l'événement d'ouverture de faille le plus rapide jamais observé », a déclaré l'auteur principal Stephanie Olinger, qui a réalisé ce travail dans le cadre de ses recherches doctorales à l'Université du Wisconsin et à l'Université Harvard et est maintenant chercheuse postdoctorale à l'Université de Stanford. . « Cela montre que, dans certaines conditions, les plates-formes de glace peuvent se briser. Cela nous indique que nous devons rechercher ce type de comportement à l'avenir et cela nous indique comment nous pouvons décrire ces fractures dans des modèles de calotte glaciaire à grande échelle. « .

READ  Les principaux systèmes d'édition de gènes de nouvelle génération élargissent les applications cliniques et de recherche de la technologie

L'importance de la formation de fissures

La crevasse est une fissure qui traverse environ 1 000 pieds (300 m) de glace flottante d'une plate-forme de glace typique de l'Antarctique. Ces fissures sont un précurseur du vêlage de la banquise, où de gros morceaux de glace se détachent d'un glacier et tombent dans la mer. De tels événements se produisent souvent au glacier Pine Island, où l'iceberg observé dans l'étude s'est longtemps séparé du continent.

Image satellite de la faille

Des images satellite prises le 8 mai (à gauche) et le 11 mai (à droite), à ​​trois jours d'intervalle en 2012, montrent une nouvelle faille formant un « Y » bifurquant à gauche de la faille précédente. Trois instruments sismiques (triangles noirs) ont enregistré des vibrations qui ont été utilisées pour calculer des vitesses de propagation des failles allant jusqu'à 80 mph. Crédit : Olinger et al./AGU Advances

« Les plates-formes de glace exercent une influence importante sur la stabilité du reste de la calotte glaciaire de l'Antarctique. « Si la plate-forme de glace se brise, la glace située derrière elle s'accélère », a déclaré Ollinger. « Ce processus de fracturation est essentiellement la façon dont les plates-formes de glace de l'Antarctique travail. »Création de grands icebergs.

Dans d’autres régions de l’Antarctique, les failles se développent souvent sur des mois ou des années. Mais cela pourrait se produire plus rapidement dans un environnement en évolution rapide comme le glacier de Pine Island, où les chercheurs pensent que la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental s’est déjà formée. Un tournant est passé Quand il s'effondre dans l'océan.

READ  La sous-planète Neptune orbite dans la "zone habitable" d'une étoile naine rouge

Défis liés à la surveillance des changements glaciaires

Les images satellite fournissent un retour d’information continu. Mais les satellites en orbite autour de la Terre ne traversent chaque point de la Terre que tous les trois jours. Il est difficile de déterminer ce qui se passera pendant ces trois jours, surtout compte tenu de la vue dangereuse de la fragile banquise antarctique.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont combiné des outils pour comprendre la formation des failles. Ils ont utilisé des données sismiques enregistrées par des instruments placés sur la banquise par d'autres chercheurs en 2012 ainsi que des observations radar de satellites.

La glace glaciaire se comporte comme un solide sur de courtes échelles de temps, mais plutôt comme un liquide visqueux sur de longues échelles de temps.

« La formation d'une fissure ressemble-t-elle davantage à un bris de verre ou à un bris de Silly Putty ? C'était la question », a déclaré Ollinger. « Nos calculs de cet événement montrent que c'est très similaire au bris de verre. »

Le rôle de l’eau de mer et les recherches futures

Si la glace était un simple matériau fragile, elle se décomposerait plus rapidement, a déclaré Olinger. Une enquête plus approfondie a mis en évidence le rôle de l'eau de mer. L'eau de mer contenue dans les crevasses maintient l'espace ouvert contre les forces intérieures du glacier. Étant donné que l’eau de mer a une viscosité, une tension superficielle et une masse, elle ne peut pas combler un vide instantanément. Au lieu de cela, la vitesse à laquelle l’eau de mer remplit l’ouverture de la fissure contribue à ralentir la propagation de la fissure.

READ  Un squelette de dinosaure découvert dans un parc portugais

« Avant de pouvoir améliorer les performances des modèles de calotte glaciaire à grande échelle et les prévisions de l'élévation future du niveau de la mer, nous devons avoir une bonne compréhension, basée sur la physique, des nombreux processus différents qui influencent la stabilité de la plate-forme de glace », a déclaré Olinger.

Référence : « Le couplage océanique limite la vitesse de rupture pour l'événement de propagation de fissure de plate-forme glaciaire le plus rapide » par Stephanie D. Olinger et Bradley B. Lipofsky et Marin A. Denol, 05 février 2024, Fourni par l'Université du Golfe Arabique.
est ce que je: 10.1029/2023AV001023

La recherche a été financée par la National Science Foundation. Les co-auteurs sont Brad Lipofsky et Marine Degnole, tous deux membres du corps professoral de l'UW en sciences de la terre et de l'espace, qui ont commencé à conseiller leurs travaux à Harvard.

Continue Reading

science

La puce NVMe de l'iPhone 6S a été exploitée avec un PCB flexible

Published

on

La puce NVMe de l'iPhone 6S a été exploitée avec un PCB flexible

Psst ! Hé, gamin ! Vous souhaitez procéder à l'ingénierie inverse sur certains iPhones ? Eh bien, saviez-vous que les iPhones modernes utilisent PCIe, en particulier NVMe pour leurs puces de stockage ? Si oui, vous êtes-vous déjà demandé comment détecter ces communications ? Ce n'est plus étonnant, comme cette équipe de recherche Nous montre comment les exploiter Avec un interposeur BGA à circuit imprimé flexible (FPC) sur l'iPhone 6S, le premier iPhone à utiliser le stockage basé sur NVMe.

La recherche a été menée par [Mohamed Amine Khelif], [Jordane Lorandel]Et [Olivier Romain], et nous montre les détails de l'accès à une puce NVMe – à condition que vous soyez à l'aise avec le soudage BGA et que vous disposiez peut-être d'un appareil à rayons X pratique pour vérifier les erreurs. Au fur et à mesure que la recherche progressait, ils ont réussi à retirer la puce mémoire qui traitait des nuances de soudure, du manque d'emballage et du BGA, et ont ajouté une carte FR4 1:1 pour le premier test, qui s'est avéré concluant. Ensuite, ils ont créé un intermédiaire FPC qui a également exploité les broches de signal et de données, soudé la puce flash dessus, et l'iPhone 6S a démarré avec succès, analysant les lignes de données pour que nous puissions les voir.

Cela ressemble aux débuts d’une plateforme amusante pour la rétro-ingénierie des appareils iOS ou iPhone, et nous attendons avec impatience d’autres résultats ! Cette équipe de chercheurs En particulier, il était prolifique, abordant des sujets comme les attaques du MITM. I2C Et PleurerEn plus des recherches sur la sécurité des appareils et des smartphones de l'Internet des objets. Nous n'avons vu aucun fichier Eagle CAD publié pour les intrus, mais heureusement, la plupart des connaissances tournent autour de la technique de soudage, et l'article en décrit beaucoup. Vous voulez en savoir plus sur ces puces ? Nous avons parlé d'un autre pirate informatique qui a déjà tenté de les réutiliser. Ou peut-être souhaitez-vous en savoir plus sur NVMe ? Si tel est le cas, nous avons l’article pour vous.

READ  Un squelette de dinosaure découvert dans un parc portugais

Nous te remercions [FedX] Pour le partager avec nous sur le serveur Hackaday Discord !

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023