Washington [US]23 (ANI): Une équipe internationale de scientifiques dirigée par Lucile Turc, chercheuse à l’université d’Helsinki et soutenue par l’Institut international des sciences spatiales de Berne, étudie la propagation des ondes électromagnétiques dans l’espace proche de la Terre depuis trois ans. L’équipe a étudié les ondes dans la zone où le vent solaire entre en collision avec le champ magnétique terrestre appelé la zone de choc, et comment les ondes se déplacent de l’autre côté du choc. Les résultats de l’étude viennent d’être publiés dans la revue Nature Physics.
« La façon dont les ondes survivent au choc est restée un mystère depuis que les ondes ont été découvertes pour la première fois dans les années 1970. Aucune preuve de ces ondes n’a jamais été trouvée de l’autre côté du choc », a déclaré Turk.
L’équipe a utilisé un modèle informatique sophistiqué, le Vlasiator, développé à l’Université d’Helsinki par un groupe dirigé par le professeur Mina Palmruth, pour recréer et comprendre les processus physiques qui jouent un rôle dans la transmission des ondes. Une analyse minutieuse de la simulation a révélé des ondes de l’autre côté de l’onde de choc, avec des propriétés presque identiques à celles de l’onde de choc frontale.
« Une fois que vous savez ce qu’il faut rechercher et où le rechercher, des signatures claires des ondes sont trouvées dans les données satellitaires, confirmant les résultats numériques », explique Lucille Turk.
Autour de notre planète se trouve une bulle magnétique, la magnétosphère, qui nous protège du vent solaire, qui est un flux de particules chargées provenant du soleil. Les ondes électromagnétiques, qui apparaissent comme de minuscules oscillations dans le champ magnétique terrestre, sont souvent enregistrées par des observatoires scientifiques dans l’espace et sur Terre. Ces ondes pourraient être causées par l’effet du vent solaire changeant ou provenir de l’extérieur de la magnétosphère.
Les ondes électromagnétiques jouent un rôle important dans la création d’une météo spatiale défavorable autour de notre planète : elles peuvent par exemple accélérer des particules à des énergies élevées, ce qui pourrait alors endommager l’électronique des engins spatiaux, et faire tomber ces particules dans l’atmosphère.
Du côté de la Terre faisant face au soleil, les observatoires scientifiques enregistrent fréquemment des oscillations dans la même période que les ondes qui se forment avant la magnétosphère terrestre, chantant une chanson magnétique claire dans une région de l’espace appelée onde de choc.
Cela a conduit les astronomes à croire qu’il existe un lien entre les deux et que les ondes du choc peuvent pénétrer dans la magnétosphère terrestre et se déplacer jusqu’à la surface de la Terre. Cependant, un obstacle majeur se dresse sur leur chemin : les ondes doivent traverser l’onde de choc avant d’atteindre la magnétosphère.
« Au début, nous pensions que la théorie initiale proposée dans les années 1970 était correcte : les ondes peuvent traverser les chocs sans être modifiées. Mais il y avait une divergence dans les propriétés des ondes que cette théorie ne pouvait pas concilier, alors nous avons cherché plus loin », explique Turk.
« En fin de compte, il est devenu clair que les choses étaient beaucoup plus compliquées qu’elles n’y paraissent. Les vagues que nous avons vues derrière le choc n’étaient pas les mêmes que celles du choc frontal, mais de nouvelles vagues créées au choc par l’impact cyclique du choc vagues. »
Lorsque le vent solaire traverse le choc, il est comprimé et chauffé. La force du choc détermine la quantité de pression et de chauffage qui se produit. Turc et ses collègues ont montré que les ondes de choc sont capables de moduler le choc, le rendant plus fort ou plus faible lorsqu’il atteint des creux ou des pics au moment du choc. En conséquence, le vent solaire derrière le choc change périodiquement et crée de nouvelles ondes en coordination avec les ondes de choc.
Le modèle numérique a également indiqué que ces ondes ne peuvent être détectées que dans une région étroite derrière le choc, et qu’elles peuvent être facilement masquées par des perturbations dans cette région. Cela explique probablement pourquoi ils n’ont pas été remarqués auparavant.
Alors que les ondes provenant des précurseurs ne jouent qu’un rôle limité dans la météo spatiale sur Terre, elles sont d’une grande importance pour la compréhension de la physique fondamentale de notre univers. Préféré
(Il s’agit d’une histoire non éditée générée automatiquement à partir du fil d’actualités syndiqué, le personnel peut ne pas avoir édité ou édité le contenu du contenu)
Les modules Zarya de fabrication russe (à gauche) et les modules Unity de fabrication américaine sont couplés.
Crédit : NASA
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Dr Ersham Hamidi et Dr Farda Janbaz dans le laboratoire laser.
Paysage plus
Crédit : Reinhard Vendler, Université de Bâle
L’utilisation de lasers au lieu de scalpels et de scies présente de nombreux avantages en chirurgie. Cependant, ils ne sont utilisés que dans des cas isolés. Mais cela est peut-être sur le point de changer : les systèmes laser deviennent de plus en plus intelligents et améliorés, explique une équipe de recherche de l’Université de Bâle.
Même en 1957, lorsque Gordon Gould a inventé le terme « laser » (abréviation de « laser »).àLumière uneAmplification par ssimulation Hune tâche R.adiation »), il imaginait déjà les possibilités de son utilisation en médecine. Les chirurgiens pourront pratiquer de minuscules incisions sans toucher le patient.
Mais avant que cela puisse se produire, il y avait et il y a encore de nombreux obstacles à surmonter. Les sources lumineuses à commande manuelle ont été remplacées par des systèmes mécaniques commandés par ordinateur, afin de réduire les blessures causées par une manipulation maladroite. Le passage des faisceaux continus aux lasers pulsés, qui s’allument et s’éteignent rapidement, a réduit la chaleur qu’ils produisent. Les progrès techniques ont permis aux lasers d’entrer dans le monde de l’ophtalmologie au début des années 1990. Depuis lors, cette technologie s’est également étendue à d’autres domaines de la médecine, mais dans relativement peu d’applications, elle a remplacé le scalpel et la scie à os.
Les préoccupations en matière de sécurité constituent l’obstacle le plus important : comment pouvons-nous prévenir les blessures aux tissus environnants ? Dans quelle mesure la profondeur de coupe peut-elle être contrôlée afin que les couches de tissus plus profondes ne soient pas accidentellement endommagées ?
Des chercheurs de l’Université de Bâle viennent d’apporter une contribution importante à l’utilisation sûre et précise des lasers avec leur récente publication dans la revue spécialisée Les lasers en chirurgie et en médecine. L’équipe de recherche, dirigée par le Dr Ferda Kanbaz du Département de génie biomédical de Bâle et le professeur Azhar Zam, anciennement de l’Université de Bâle mais désormais basée à l’Université de New York, a développé un système qui combine trois fonctions: il coupe les os, contrôle la profondeur de coupe et différencie les tissus.
Trois faisceaux laser dirigés vers un seul endroit
Ces trois fonctions sont assurées par trois faisceaux laser alignés pour se concentrer sur le même endroit. Le premier laser agit comme un capteur tissulaire, balayant les zones autour du site où l’os sera coupé. Grâce à cela, des impulsions laser sont envoyées à la surface à intervalles réguliers, pour ainsi dire, vaporisant à chaque fois une petite partie du tissu. La composition de ce tissu évaporé est mesurée à l’aide d’un spectromètre. Chaque type de tissu possède son spectre individuel – sa propre signature. L’algorithme traite ces données et crée une sorte de carte qui montre où se trouvent les os et où se trouvent les tissus mous.
Le deuxième laser, qui coupe l’os, ne sera activé qu’une fois tout cela terminé, et seulement aux endroits où l’os et non les tissus mous sont visibles sur la carte qui vient d’être créée. Pendant ce temps, le troisième laser – un système optique – mesure la profondeur de coupe et veille à ce que le laser de découpe ne pénètre pas plus profondément que prévu. Pendant la phase de coupe, le capteur de tissu surveille également en permanence si le bon tissu est coupé ou non.
Maîtrise de soi
«La particularité de notre système est qu’il se contrôle tout seul, sans intervention humaine», résume Ferdia Kanbaz, physicienne des lasers.
Jusqu’à présent, les chercheurs testent leur système sur des os de fémur et des tissus de porc obtenus auprès d’un boucher local. Ils ont pu prouver que leur système fonctionne avec une précision de l’ordre du millimètre. La vitesse du laser intégré est également proche de celle d’une intervention chirurgicale traditionnelle.
L’équipe de recherche travaille actuellement à réduire la taille du système. Ils ont déjà atteint la taille d’une boîte d’allumettes en combinant le système optique et le laser de découpe seuls (voir Message d’origine). Une fois qu’ils auront ajouté le capteur tissulaire et pourront miniaturiser davantage l’ensemble du système, ils devraient pouvoir l’insérer dans la pointe de l’endoscope pour des chirurgies mini-invasives.
Chirurgie moins invasive
« Utiliser davantage les lasers en chirurgie est une ambition louable pour plusieurs raisons », souligne le Dr Arsham Hamidi, auteur principal de l’étude. Il souligne que la découpe sans contact réduit quelque peu le risque d’infection. « Des incisions plus petites et plus précises signifient également que les tissus guérissent plus rapidement et que les cicatrices sont réduites. »
La découpe laser contrôlée permet également d’appliquer de nouvelles formes de découpe, de sorte que, par exemple, un implant orthopédique puisse s’emboîter physiquement dans l’os existant. «Un jour, nous pourrons peut-être nous passer complètement du ciment osseux», ajoute Ferda Kanbaz.
Il existe également d’autres domaines de la chirurgie où ce type de préparation combinée est utile : elle peut permettre de distinguer plus précisément les tumeurs des tissus sains environnants, puis de les découper sans retirer une quantité inutile de tissus adjacents. Une chose est sûre : la vision de Gordon Gould du laser en tant qu’outil médical polyvalent se rapproche plus que jamais.
revue
Les lasers en chirurgie et en médecine
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Il est peu probable que des mondes inattendus apparaissent et nous frappent, mais il est vrai que les planètes ne tournent pas toujours de manière totalement prévisible. La plupart des systèmes démarrent avec un degré élevé de symétrie et d’harmonie, mais deviennent rapidement plus chaotiques, ce qui rend difficile la prévision de la position et du mouvement des exoplanètes (mondes situés en dehors de notre système solaire). Cependant, les astronomes ont récemment découvert un système rare de planètes proches qui dansent toutes en harmonie presque parfaite.
Les planètes dansent et aucune d’entre elles ne danse mieux que celles-ci
Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a détecté pour la première fois des planètes autour de l’étoile HD110067 en 2020. L’analyse initiale suggérait deux mondes, mais ils n’ont pas eu un aperçu suffisamment précis pour connaître les orbites. Deux ans plus tard, TESS a observé encore et encore qu’il y avait deux mondes, mais lorsqu’ils ont comparé les deux mesures, cela n’avait aucun sens. Les astronomes sont donc allés chercher davantage de données grâce à la mission CHEOPS de l’Agence spatiale européenne (ESA). Il s’agit de l’abréviation de « Caractérisation du satellite ExOPlanet ».
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Grâce à CHEOPS, les astronomes ont pu ratisser large et rechercher des signaux sur une large gamme d’orbites autour de HD110067. C’est à ce moment-là qu’ils ont découvert une troisième planète, et avec elle la clé pour comprendre l’ensemble du système et localiser davantage de planètes. L’astuce était une affaire mathématique unique, selon Déclaration de l’ESA.
Les astronomes ont réalisé que la période orbitale (le temps qu’il faut à une exoplanète pour terminer une orbite autour de son étoile) de la planète la plus intérieure était de 9 114 jours. La période orbitale de la deuxième planète était de 13 763 jours et celle de la troisième de 20 519 jours. L’orbite de chaque planète est environ 1,5 fois la longueur de la planète qui la précède. En d’autres termes, pour trois orbites de la première planète, la deuxième planète en accomplit deux. La relation reste également vraie pour les troisième et quatrième planètes. Les cinquième et sixième planètes ont une résonance de 4:3, tournant trois fois toutes les quatre orbites de la planète qui les précède. Chaque planète de ce système danse en parfaite harmonie avec les mondes qui l’entourent.
Ce genre de danse mathématique tranquille est inhabituel dans l’univers, en particulier dans un système ancien comme celui-ci. La plupart des systèmes démarrent par une résonance harmonique, mais cet équilibre peut facilement être perturbé. La formation d’une grande planète ou un passage rapproché avec une autre étoile peut perturber les orbites et provoquer une désynchronisation des choses. Au fil du temps, les orbites ont tendance à devenir un peu plus chaotiques qu’elles ne l’étaient initialement. Les astronomes estiment que seulement 1 % environ des systèmes planétaires maintiennent des trajectoires orbitales bien ordonnées. Cependant, ce système fonctionne comme neuf dès la sortie de la boîte.
Bien qu’il se soit formé il y a plus d’un milliard d’années, le système autour de HD110067 regorge de planètes en orbite exactement là où elles sont censées se trouver. À tel point que nous avons pu trouver des planètes dont nous ignorions l’existence en suivant un schéma mathématique simple. Si seulement cela était vrai pour la planète voyou Melancholia.
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