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Des chercheurs démontrent les transformations induites par laser du plasma solide en plasma ultrarapide

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Des chercheurs démontrent les transformations induites par laser du plasma solide en plasma ultrarapide

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Une technique de sonde à tir unique et une approche de modélisation détectent la transition ultrarapide du solide au plasma induite par le laser. Crédit : Transred

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Une technique de sonde à tir unique et une approche de modélisation détectent la transition ultrarapide du solide au plasma induite par le laser. Crédit : Transred

L’interaction de matériaux solides avec des impulsions laser très courtes et de haute intensité a permis des avancées technologiques majeures au cours du dernier demi-siècle. D’une part, l’ablation laser de matériaux solides permet une fabrication précise et une miniaturisation d’éléments dans des dispositifs médicaux ou de communication. D’un autre côté, les faisceaux d’ions accélérés provenant de matériaux solides utilisant des lasers intenses pourraient ouvrir la voie à de nouvelles opportunités de traitement du cancer grâce à la protonthérapie laser, à la recherche sur l’énergie de fusion et à l’analyse du patrimoine culturel.

Cependant, il reste encore des défis à relever pour pousser les performances d’ablation laser à l’échelle nanométrique et parvenir à une accélération ionique pilotée par laser dans l’industrie et à des fins médicales.

Lors de l’interaction d’une impulsion laser ultracourte avec une cible solide, cette dernière évolue vers un état ionisé ou plasma dans un laps de temps très court (moins d’une picoseconde). [ps]), où se produisent de nombreux processus physiques complexes et couplés, alors que l’interaction entre eux n’est pas encore entièrement comprise.

En raison du développement de la cible ultrarapide, l’étape initiale de la réaction, c’est-à-dire la formation du plasma, est difficile à atteindre expérimentalement. Par conséquent, cette transition ultrarapide du solide au plasma, qui définit les conditions initiales des processus ultérieurs tels que l’ablation ou l’accélération des particules, a jusqu’à présent été abordée par des hypothèses approximatives dans la plupart des modèles numériques décrivant une telle interaction.

En neuf papier Publié dans Lumière : science et applications, une équipe internationale de scientifiques, dont Yasmina Azzammoum et Malti C. Kaluza de l’Institut Helmholtz de Jena et de l’Université Friedrich Schiller de Jena, Allemagne, Stefan Skupin de l’Institut Lumière-Matier, France, et Guillaume Duchateau de la Commission de l’énergie. atomique (CEA-Cesta), France et ses co-auteurs ont franchi une étape importante en élucidant la transformation ultrarapide induite par laser du solide au plasma et en fournissant une compréhension approfondie de l’interaction des processus sous-jacents.

Il offre une technologie avancée d’inspection optique mono-coup qui permet une vue complète de la dynamique de la cible, depuis les solides froids passant par la phase d’ionisation jusqu’aux plasmas extrêmement denses. Ceci est réalisé en utilisant une impulsion de sonde laser avec un spectre optique à large bande qui éclaire l’interaction de l’impulsion de pompe avec des flocons de carbone de type diamant d’une épaisseur nanométrique. Différentes couleurs de l’impulsion de la sonde arrivent à différents moments d’interaction en raison du gazouillis temporel.

Par conséquent, l’évolution de l’état cible codé dans la lumière de sonde transmise peut être capturée avec une seule impulsion de sonde. Cette technique d’inspection ponctuelle est avantageuse par rapport aux méthodes pompe-sonde traditionnelles, où le processus étudié doit être reproduit à l’identique par la pompe pour chaque délai de sonde. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation de systèmes laser haute puissance, qui souffrent souvent de fortes fluctuations entre les impulsions.

En outre, les scientifiques ont démontré que pour l’interprétation correcte des profils de transport de sonde mesurés, une description précise de la transition précoce solide-plasma est cruciale. Un modèle de réaction en deux étapes est développé, la première étape considérant la dynamique d’ionisation de la cible à l’état solide et la deuxième étape considérant la cible à l’état plasma.

Une évolution détaillée de l’état cible à haute résolution temporelle et spatiale (respectivement sub-ps et nm) est fournie, ainsi qu’un aperçu sans précédent de l’interaction entre les processus fondamentaux tels que la dynamique d’ionisation, les collisions de particules et l’expansion hydrodynamique du plasma.

Les résultats et l’interprétation de cette nouvelle technique de criblage devraient contribuer à une compréhension plus approfondie de la dynamique des différentes cibles et à une meilleure compréhension des processus physiques sous-jacents. Ces avancées contribueront probablement à aller au-delà des méthodes traditionnelles de traitement des matériaux par laser ultrarapide et à rendre les technologies ioniques accélérées par laser utilisables dans des applications sociétales.

Plus d’information:
Yasmina Azzam et al., Examen optique des transitions de plasma solide à plasma hyper-densité induites par des lasers ultrarapides, Lumière : science et applications (2024). est ce que je: 10.1038/s41377-024-01444-j

Informations sur les magazines :
Lumière : science et applications


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Les plants de canola GM infiltrés persisteront à long terme, mais pourraient perdre leur résistance artificielle aux pesticides.

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Les plants de canola GM infiltrés persisteront à long terme, mais pourraient perdre leur résistance artificielle aux pesticides.

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Floraison du canola. Le canola (Brassica napus L.) est très attrayant pour les insectes pollinisateurs et se marie facilement avec d’autres variétés de chou et de moutarde. Crédit : CSagers, CC-BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

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Floraison du canola. Le canola (Brassica napus L.) est très attrayant pour les insectes pollinisateurs et se marie facilement avec d’autres variétés de chou et de moutarde. Crédit : CSagers, CC-BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Les populations de plants de canola génétiquement modifiés pour être résistants aux herbicides peuvent survivre hors des fermes, mais risquent de perdre progressivement leurs gènes modifiés, selon une nouvelle étude dirigée par Cynthia Saggers de l’Arizona State University, aux États-Unis, publiée le 22 mai dans la revue en libre accès. Un plus.

L’hypothèse a été émise que si des plantes cultivées génétiquement modifiées s’échappent des champs agricoles, leur durée de vie sera de courte durée. Cela rendrait moins probable qu’ils envahissent des zones sauvages ou propagent leurs gènes insérés, appelés transgènes, aux populations sauvages de plantes étroitement apparentées. Cependant, peu d’études ont été réalisées pour déterminer si ces populations de plantes cultivées « sauvages » peuvent survivre à l’état sauvage à long terme.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont mené une enquête à grande échelle auprès des résidents de canola génétiquement modifié vivant au bord des routes dans le Dakota du Nord, répétant l’enquête qu’ils avaient initialement menée en 2010.

Ils ont constaté que le nombre total de plants de canola sauvages dans l’échantillon avait diminué et que les populations végétales étaient devenues moins communes au fil du temps. Lorsqu’ils ont testé la résistance des plantes aux herbicides, ils ont constaté que les types d’herbicides auxquels les plantes étaient résistantes changeaient avec le temps, probablement en raison de changements dans les variétés cultivées par les agriculteurs.

Il est important de noter que près d’un quart des plantes sauvages n’étaient ni résistantes ni contenaient de transgènes – en hausse de 19,9 % en 2010 à 24,2 % en 2021 – ce qui suggère que ces populations pourraient perdre leurs transgènes.

Les chercheurs émettent l’hypothèse que les populations de canola sauvage pourraient subir une pression évolutive les poussant à se débarrasser des transgènes, ce qui pourrait se produire si les plants de canola modifiés étaient désavantagés une fois qu’ils n’étaient plus cultivés à la ferme.

Des analyses génétiques supplémentaires peuvent aider à clarifier les origines des plantes et à obtenir plus d’informations sur la durée pendant laquelle le transgène peut persister dans l’environnement.

« L’hypothèse selon laquelle les variétés de cultures génétiquement modifiées seront limitées aux conditions favorables des champs agricoles et ne se mélangeront pas aux populations végétales naturelles peut être rejetée », déclare Stephen Travers. « Des populations sauvages de canola autosuffisantes à long terme (certaines génétiquement modifiées, d’autres). non) sont un phénomène mondial », estime Stephen Travers. Cela souligne ainsi la nécessité de mener davantage de recherches sur le fonctionnement de la dédomestication, l’ampleur de son impact sur les populations naturelles et les risques que peut poser la présence occasionnelle de transgènes pour l’agriculture.

Plus d’information:
La présence continue de populations de canola génétiquement modifiés aux États-Unis et la présence occasionnelle de transgènes dans l’environnement, Un plus (2024). est ce que je: 10.1371/journal.pone.0295489

Informations sur les magazines :
Un plus


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Elon Musk, PDG de SpaceX, révèle que le vaisseau spatial vise à être lancé en Floride avec deux tours et un alliage d’acier inoxydable 301 « bien meilleur »

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Elon Musk, PDG de SpaceX, révèle que le vaisseau spatial vise à être lancé en Floride avec deux tours et un alliage d’acier inoxydable 301 « bien meilleur »


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EspaceX PDG Elon Musk Elle a révélé que la société envisageait de lancer la fusée Starship, qui vise à ramener des humains sur la Lune, depuis la Floride.

Qu’est ce qui est passé: Tous les développements et fabrications d’engins spatiaux ont actuellement lieu à Starbase au Texas. Les trois vols d’essai précédents du vaisseau spatial ont été lancés depuis un port spatial commercial situé dans le comté de Cameron, près du golfe du Mexique.

Cependant, Musk s’est tourné vers les médias sociaux et a déclaré que la société avait l’intention de construire deux tours Starship à Cap Canaveral en Floride, faisant allusion à des projets de lancement de Starships depuis l’État. Alors que l’une des deux tours devrait se trouver au complexe de lancement 39A du Kennedy Space Center, l’emplacement de la deuxième tour est toujours à l’étude, a déclaré le PDG.

« Nous envisageons de construire deux tours au Cap pour Starship, une à 39A et une à déterminer (nous n’avons pas encore l’approbation finale) », a écrit Musk.

Nous visons à construire deux tours au Cap pour Staeship, une à 39A et une à déterminer (nous n’avons pas encore l’approbation finale)

-Elon Musk (@elonmusk) 20 mai 2024

Musk a également ajouté que l’équipe SpaceX avait développé un nouvel alliage métallique qui est « bien meilleur » que l’acier inoxydable 301 pour le vaisseau spatial.

en quoi est-ce important: Plus tôt cette semaine, Musk a annoncé le lancement de SpaceX Le vaisseau spatial repartira dans environ deux semaines, le prochain lancement étant prévu début juin. Pour le prochain vol, l’objectif de Starship est de rentrer dans l’atmosphère terrestre avec tous les systèmes fonctionnant malgré la chaleur extrême, a-t-il ajouté.

Le vaisseau spatial est décrit comme le lanceur le plus puissant au monde, avec un châssis mesurant 121 mètres de haut et pesant environ 5 000 tonnes.

Lors du précédent test en vol de Starship, le 14 mars, le vaisseau spatial a perdu le contact et a mal fonctionné en rentrant dans l’atmosphère de la planète au lieu de tomber comme prévu dans l’océan Indien. Le dernier vol a duré environ une heure. SpaceX a lancé Starship deux fois l’année dernière, d’abord en avril puis en novembre.

La NASA compte actuellement sur le succès du vaisseau spatial pour ramener des humains sur la Lune. La dernière mission habitée sur la Lune a eu lieu en 1972 à bord d’Apollo 17. Depuis lors, aucun équipage n’a voyagé au-delà de l’orbite terrestre basse.

Voir plus de couverture de l’avenir de la mobilité de Benzinga par En suivant ce lien.

En savoir plus: L’incendie de l’usine Tesla de Fremont a été rapidement maîtrisé : aucun blessé n’a été signalé

Image via Shutterstock


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Le tendon d’Achille déchiré montre une réparation plus rapide grâce à la thérapie par irradiation plasmatique

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Quel est le plus gros ligament du corps humain ? Certains pourraient être surpris qu’il s’agisse du tendon d’Achille. Bien qu’il soit également considéré comme le ligament le plus résistant, il peut se déchirer, bon nombre de ces blessures affectant les amateurs de sport dans la trentaine ou la quarantaine. Une intervention chirurgicale peut être nécessaire et une longue période de repos, d’immobilisation et de traitement peut être difficile à tolérer.

Dans le but de raccourcir le temps de récupération, une équipe de recherche dirigée par Katsumasa Nakazawa de la faculté de médecine de l’Université métropolitaine d’Osaka, étudiant diplômé du département d’orthopédie, professeur agrégé Hiromitsu Toyoda, professeur Hiroaki Nakamura et Jun-Seok Oh, diplômé professeur d’ingénierie, axé sur le plasma non thermique à pression atmosphérique comme méthode de traitement.

Cette étude est la première à montrer qu’une telle irradiation plasmatique peut accélérer la réparation des tendons. L’équipe a déchiré le tendon d’Achille chez des souris de laboratoire, puis l’a suturé. Pour un groupe de souris, la zone suturée a été irradiée avec un jet de plasma d’hélium. Le groupe exposé à l’irradiation plasmatique a montré une régénération tendineuse plus rapide et une force accrue deux, quatre et six semaines après la chirurgie par rapport au groupe non traité.

« Nous avons précédemment découvert que l’irradiation plasmatique non thermique à pression atmosphérique avait pour effet de favoriser la régénération osseuse. Dans cette étude, nous avons découvert que la technologie favorise également la régénération et la guérison des tendons, démontrant qu’elle a des applications dans un large éventail de domaines », professeur. » annonça Toyoda. « En combinaison avec les traitements tendineux existants, il devrait contribuer à une régénération tendineuse plus fiable et à une durée de traitement plus courte. »

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