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Des chercheurs ont découvert un nouveau mécanisme de liaison entre petites et géantes molécules

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Des chercheurs ont découvert un nouveau mécanisme de liaison entre petites et géantes molécules

Ouvrez la chambre à vide. Le contrôle du champ électrique et la première lentille du microscope ionique sont situés au centre de la chambre. Crédit : Nicolas Zuber

Des chercheurs du Cinquième Institut de physique de l’Université de Stuttgart ont étudié un nouveau mécanisme de liaison qui forme une molécule entre une petite particule chargée et l’atome géant de Rydberg (moléculairement parlant). Les scientifiques ont observé la molécule à l’aide d’un microscope ionique fait maison. Les résultats ont été publiés dans tempérer la nature.


Lorsque des molécules simples telles que des atomes et des ions se lient, des molécules apparaissent. De telles liaisons peuvent apparaître entre deux particules si, par exemple, elles ont des charges électriques opposées et sont donc capables de s’attirer. La molécule observée à l’Université de Stuttgart présente une particularité : elle est constituée d’un ion chargé positivement et d’un atome neutre dans l’état dit de Rydberg. Les atomes de Rydberg ont grossi mille fois par rapport aux atomes typiques. Comme la charge de l’ion déforme l’atome de Rydberg de manière très spécifique, la liaison apparaît entre les deux particules.

Pour étudier et étudier la molécule, les chercheurs ont préparé un nuage de rubidium ultra-froid, qui s’était refroidi près du zéro absolu à -273 degrés Celsius. seulement dans ce basses températures C’est la force entre les particules suffisamment forte pour former la molécule. Dans ces ensembles atomiques ultrafroids, l’ionisation d’atomes simples avec des champs laser est le premier élément constitutif de la molécule, l’ion.

Des lasers supplémentaires excitent un deuxième atome dans le cas de Rydberg. Le champ électrique de l’ion déforme cet atome géant. Fait intéressant, la déformation peut être attractive ou répulsive en fonction de la distance entre les deux particules, permettant aux partenaires de liaison d’osciller autour de la distance d’équilibre et de stimuler la liaison moléculaire. La distance entre les extrémités de la cravate est exceptionnellement grande et représente environ un dixième de l’épaisseur d’un cheveu humain.

Microscopie à l’aide de champs électriques

Un microscope ionique spécial a rendu cette observation possible. Il a été développé, construit et commandé par des chercheurs du cinquième institut de physique en étroite collaboration avec les ateliers de l’université de Stuttgart. Contrairement aux microscopes à lumière typiques, l’appareil affecte la dynamique des particules chargées à l’aide de champs électriques pour agrandir et imager les particules sur le détecteur. « Nous pouvons imager la molécule flottante et ses composants avec ce microscope et observer et étudier l’alignement de cette molécule dans notre expérience », explique Nicholas Zuber, PhD. Étudiant au Cinquième Institut de Physique.

Dans la prochaine étape, les chercheurs veulent étudier les processus dynamiques au sein de cette molécule inhabituelle. avec l’aide de microscope, il devrait être possible d’étudier les vibrations et la rotation de la molécule. En raison de sa taille énorme et de la faible liaison de la molécule, les processus dynamiques sont plus lents que d’habitude molécules. Le groupe de recherche espère acquérir de nouvelles connaissances plus détaillées sur la structure interne de la molécule.


Liaison atomique faible, théorisée il y a 14 ans, observée pour la première fois


Plus d’information:
Nicholas Zuber et al., Observant la liaison moléculaire entre les ions et les atomes de Rydberg, tempérer la nature (2022). DOI : 10.1038 / s41586-022-04577-5

Introduction de
Université de Stuttgart

la citation: Des chercheurs découvrent un nouveau mécanisme de liaison entre les particules petites et géantes (2022, 20 mai) Extrait le 20 mai 2022 de https://phys.org/news/2022-05-mechanism-small-gigantic-particles.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

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L'atterrisseur lunaire privé américain renvoie les premières images malgré un atterrissage bizarre

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L'atterrisseur lunaire privé américain renvoie les premières images malgré un atterrissage bizarre

L'atterrisseur Odysseus d'Intuitive Machine, le premier atterrisseur lunaire privé Il a atterri avec succès À la surface de la Lune, le premier atterrisseur américain depuis plus de 50 ans a renvoyé ses premières images de la région du pôle sud lunaire.

Bien que l’atterrisseur Odysseus soit entré dans l’histoire, sa mission allait malheureusement se terminer car il a atterri sur le côté.

L'étrange atterrissage du vaisseau spatial rappelle une fois de plus que l'atterrissage sur la Lune est une mission extrêmement difficile et met en évidence les réalisations d'autres missions réussies antérieures.

Atterrissage latéral mis à jour pour Odysseus

Le jeudi 22 février, Intuitive Machines, basée à Houston, est entrée dans l'histoire en devenant avec succès la première entreprise privée à atterrir sur la Lune avec la mission IM-1.

Cependant, les célébrations ont été légèrement gâchées par des complications avant et après l'atterrissage. L'atterrisseur d'Ulysse a peut-être atterri en un seul morceau, mais ce n'était pas un atterrissage parfait.

Intuitive Machines en a fait l'annonce cette semaine, le lundi 26 février. Sur son site Internet Cet Odysseus communique toujours avec le contrôle au sol malgré son atterrissage en position latérale.

Cet étrange atterrissage explique le silence radio sur la diffusion Web d'Intuitive Machine lorsque l'on s'attendait à ce qu'Ulysse atterrisse pour la première fois – l'emplacement inconfortable du vaisseau spatial signifiait qu'il n'était pas en mesure de contacter immédiatement son domicile.

Malheureusement, cela signifie également que la mission d'Ulysse sera raccourcie des sept à dix jours prévus à environ cinq jours. La société a annoncé dans sa dernière mise à jour qu’elle pensait que « les contrôleurs de vol continueront de communiquer avec Odysseus jusqu’à mardi matin ».

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Mais autre nouvelle plus positive, Ulysse a rapporté deux images de la lune. L'un d'eux a été capturé alors que le vaisseau spatial approchait de son site d'atterrissage. L'autre montre un gros plan de la surface de la lune.

Ulysse a pris la première photo de la surface de la lune. source: Machines intuitives/X.

La NASA a également partagé une photo de l'atterrisseur lunaire spécial prise par le Lunar Reconnaissance Orbiter, qui orbite autour de la Lune à une altitude de 90 kilomètres depuis 2009.

Image de l'orbiteur de reconnaissance lunaire Odysseus. source: NASA/GSFC/Université d'État de l'Arizona.

Sur la plateforme de médias sociaux de X, Intuitive Machines expliquer « Les images prises par l'équipe de la Lunar Reconnaissance Camera de la NASA ont confirmé qu'Ulysse a terminé son atterrissage à 80,13°S, 1,44°E à une altitude de 2 579 mètres. Après avoir parcouru plus de 600 000 milles, Ulysse a atterri à 1,5 kilomètres de son site d'atterrissage prévu Malapert A, en utilisant Malapert A. un télémètre laser qui a été corrigé quelques heures avant l'atterrissage.

La course au pôle Sud lunaire

Le fait que la durée de la mission d'Ulysse puisse être réduite de moitié est un autre rappel de la difficulté d'atterrir sur la Lune.

Russie Mission Luna-25 Et le privé américain La première mission de Shaheen Récemment, il n'a pas réussi à atterrir sur la lune. Le satellite japonais SLIM a réussi, mais il est également tombé sur le nez, réduisant ainsi sa capacité à capter la lumière du soleil avec ses panneaux solaires.

Inde Mission Chandrayaan-3 Il a été le premier à réussir un atterrissage en douceur près du pôle sud de la Lune l'année dernière, et il l'a fait avec un budget remarquablement bas de 75 millions de dollars.

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Deux heures seulement avant l'atterrissage d'Ulysse, les ingénieurs d'Intuitive Machines ont été appelés à intervenir lorsque les télémètres laser du vaisseau spatial ont cessé de fonctionner.

Lorsque les instruments, conçus pour indiquer au vaisseau spatial où il se trouvait sur la surface de la lune, ont cessé de fonctionner, l'équipe a dû rapidement réutiliser l'une des 12 charges utiles de l'atterrisseur pour servir de système de positionnement global (GPS).

L'instrument de navigation Doppler Lidar (NDL) précis à détection de vitesse et de portée à bord d'Odysseus est doté d'un logiciel laser que l'équipe d'Intuitive Machines a pu utiliser comme sauvegarde de navigation.

En raison de cette complexité, Intuitive Machines a décidé de ne pas déployer EagleCam avant l'atterrissage, ce qui explique la qualité décevante des images partagées par l'entreprise. Les images désormais disponibles ont été prises par une petite caméra montée sur le côté arrière droit de l'atterrisseur.

Photo prise par Ulysse alors qu'il approchait de son site d'atterrissage. source: Machines intuitives/X.

Selon Intuitive Machines, l’image ci-dessus a été prise par Odysseus « environ 35 secondes après s’être arrêté lors de son approche du site d’atterrissage ».

Malgré ces frustrations, la mission IM-1 d'Intuitive Machine poursuivra ses opérations scientifiques dans les prochains jours. En outre, la société a affirmé qu’Odysseus représente « le point le plus au sud où un véhicule a pu atterrir sur la Lune et établir un contact avec les contrôleurs au sol ».

Il s'agit d'une réalisation importante, alors que les plus grandes puissances spatiales du monde s'efforcent de cartographier la région du pôle sud lunaire afin d'y construire des colonies lunaires permanentes en utilisant l'abondante glace d'eau qui résiderait dans les cratères ombragés de la région.

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Des relevés aériens de la Grande Barrière de Corail commandés après que des vols ont confirmé le blanchissement massif des coraux | la grande Barrière de corail

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Des relevés aériens de la Grande Barrière de Corail commandés après que des vols ont confirmé le blanchissement massif des coraux |  la grande Barrière de corail

L'Autorité de gestion de la Grande Barrière de Corail se prépare à mener des relevés aériens sur toute la longueur du parc marin après que des vols en hélicoptère ont confirmé un blanchissement généralisé des coraux dans la partie sud du plus grand récif corallien du monde.

Le Guardian a rapporté la semaine dernière que des cas de blanchissement avaient été signalés sur le récif, depuis l'île Lizard au nord jusqu'aux îles Keppel au sud, soit une distance de plus de 1 100 kilomètres.

Les défenseurs de l'environnement craignent la possibilité d'un septième événement de blanchissement massif sur le récif.

L'Autorité du parc marin de la Grande Barrière de Corail a déclaré mercredi que des vols en hélicoptère avaient couvert 27 récifs côtiers et 21 récifs au large dans la région sud au large des côtes du Queensland, et a constaté que le blanchissement était « étendu et assez uniforme » sur tous les sites touchés. .

Le Dr Mark Reed, directeur de la santé des récifs coralliens de l'autorité, a déclaré que la plupart des coraux montraient des signes de stress thermique et blanchissaient ou montraient des couleurs fluorescentes. Certains types de coraux deviennent fluorescents sous l’effet d’un stress thermique.

Le blanchissement se produit lorsque les coraux restent dans une eau inhabituellement chaude pendant plusieurs semaines. Les coraux peuvent se rétablir si le blanchissement est léger et si la température de l'eau baisse. Mais les spécialistes des coraux affirment également que le blanchissement peut rendre les coraux plus vulnérables aux maladies et affecter leur capacité à se reproduire.

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Blanchiment à la chaux dans les îles Keppel. Image : Université James Cook/Trupwater

Les récifs étudiés étaient situés dans les îles Keppel, dans le district de Gladstone et dans un groupe de récifs au large connus sous le nom de Capricorn Bunkers.

« Nous avons pu voir très clairement les coraux blanchis en profondeur sur la pente du récif depuis les airs », a déclaré le Dr Neil Cantin, chercheur scientifique principal à l'Institut australien des sciences marines, qui était à bord de l'hélicoptère.

Un blanchissement limité a également été observé sur certains récifs au nord de Mackay et des îles Whitsunday.

L'autorité a déclaré que même si la partie sud du récif semble être la plus touchée, elle a reçu des rapports faisant état de blanchissement dans toutes les autres zones.

Des équipes de scientifiques et de gestionnaires du parc mèneront des relevés dans l'eau au cours du mois prochain.

« Les relevés aériens sont un outil idéal pour évaluer l'étendue spatiale du blanchissement, mais nous devons aller plus profondément sous l'eau pour mieux comprendre la gravité du blanchissement et sa profondeur », a déclaré Cantin.

D'autres relevés héliportés sont prévus et « nous nous préparons également à des relevés à grande échelle par aéronef à voilure fixe qui couvriront les régions du centre et du nord, si les conditions l'indiquent », a déclaré Reid.

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Le récif a déjà connu six épisodes de blanchissement massif en 1998, 2002, 2016, 2017, 2020 et 2022.

Toute étude à l’échelle du récif sera programmée pour coïncider avec le pic de stress thermique « afin de nous fournir la meilleure compréhension de l’étendue et de la gravité de l’événement », a ajouté Reid.

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Reed a déclaré qu'il est important que toute personne utilisant le parc marin sache où pêcher, évite de jeter l'ancre sur le récif et de ramener tous ses déchets à la maison.

Il a déclaré : « Plus important encore, faites ce que vous pouvez pour contribuer aux efforts mondiaux visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre. »

Les attentes de Programme de surveillance des récifs coralliens du gouvernement américain Cela suggère que le stress thermique actuellement présent sur le récif pourrait commencer à se dissiper d’ici la mi-mars.

Richard Lake, responsable des océans au WWF Australie, a déclaré que le récif était « au bord » d'un potentiel septième événement de blanchissement massif.

« Le stress thermique provoqué par la canicule sous-marine continue de s’accumuler, et nous sommes très préoccupés par le fait que les récifs sont encore loin d’être tirés d’affaire. »

Le Dr Lisa Schindler, chargée de campagne sur les récifs auprès de l'Australian Marine Conservation Society, a déclaré que voir le blanchissement se propager dans la région sud était alarmant. « Les prochaines semaines nous diront s’il s’agit d’un nouvel événement de blanchiment de masse. »

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Rotation interdite des molécules d'amide dans le milieu interstellaire

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Rotation interdite des molécules d'amide dans le milieu interstellaire

Les canaux dimères forment l'acétamide, le N-méthylformamide (NMF) et l'acide acétamideique. Il existe deux canaux actifs, tandis que le canal N2 menant au NMF est bloqué par une barrière énergétique. -chemrxiv.org

Dans cette étude, des mécanismes de blocage de rotation à deux états sont proposés pour la formation sans entrave d'isomères d'amide en C2H5Il n'existe pas de famille de molécules. Cette famille appartient au premier niveau de complexité parmi les molécules à liaison peptidique qui sont des précurseurs des protéines, qui constituent les éléments constitutifs de la vie, et sont donc d'une grande importance pour l'astrochimie et l'astrobiologie.

Notre étude théorique fonctionnelle de densité démontre l'importance des voies interdites de spin dans la formation de l'acétamide (CH3CONH2), N-méthylformamide (CH3NHCHO), acide acétimidique (CH3COHNH) est un réactif d'acétaldéhyde, d'imidogène, de formamide et de méthylène.

Compte tenu des constantes de vitesse pour des réactions similaires dans le milieu interstellaire (ISM), nous espérons que les quantités détectées d'acétamide et de N-méthylformamide dans la région nord du Sagittaire B2 pourront être rationalisées par les voies de formation proposées.

Le mécanisme proposé prédit également la synthèse de l'acide acétimidique, motivant ainsi les futurs efforts de surveillance pour identifier cette molécule dans l'ISM.

Rotation interdite des molécules d'amide dans le milieu interstellairechemrxiv.org

Astrobiologie, Astrochimie

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