Connect with us

science

La découverte de l’intrication quantique pourrait conduire à une percée dans la mesure des événements ultrarapides

Published

on

La découverte de l’intrication quantique pourrait conduire à une percée dans la mesure des événements ultrarapides

Dans un article historique de 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen ont publié ce qui est devenu le premier aperçu de l’un des aspects vraiment bizarres du monde quantique : ce que les physiciens appellent maintenant Quantum enchevêtrement, Un phénomène qui semble suggérer qu’il y a des parties manquantes dans notre image plus large de la réalité.

Le problème principal concernait l’observation selon laquelle l’état quantique d’une particule d’un groupe partageant des interactions ne peut être décrit indépendamment, quel que soit l’état des autres particules. Peut-être le plus intrigant, la mystérieuse nature enchevêtrée de ces interactions semblait persister même lorsque les particules étaient séparées à de grandes distances, un phénomène qu’Einstein appelait « l’action effrayante à distance ».

« Alors on mène à la conclusion, » Physiciens écrit à cette époque« La description de la réalité donnée par une fonction d’onde n’est pas complète. »

L’enchevêtrement est un élément essentiel de Mécanique quantique Ceci est absent de la mécanique classique. Bien que cela reste un mystère, des études l’impliquant ont parfois conduit à des aperçus uniques sur la nature du monde quantique.

Ce fut récemment le cas d’une équipe de chercheurs de l’Université Purdue, qui a déclaré avoir réussi à générer une nouvelle source de lumière générée par des images intriquées, qui pourrait aider à mesurer des événements ultrarapides. La méthode mise au point par les chercheurs reposait sur la génération de photons intriqués à des longueurs d’onde sans source naturelle, qui se situent dans les parties ultraviolettes extrêmes du spectre.

Dans leur article, récemment publié dans recherche d’examen physique, L’équipe a proposé de générer des paires de photons quantiques intriqués dans le régime ultraviolet extrême à des mesures attosecondes, c’est-à-dire 1 × 10−18 de seconde.

READ  Les scientifiques veulent explorer Uranus, mais comment survivre à un atterrissage de gaz ?

Selon le co-auteur de l’étude, le Dr Niranjan Shivaram, professeur agrégé de physique et d’astronomie à l’Institut Purdue pour la science et l’ingénierie quantiques, a déclaré que les photons intriqués étudiés par l’équipe sont « garantis d’atteindre un emplacement spécifique dans un très court laps de temps d’attosecondes, tant qu’ils parcourent la même distance. »

Selon Shivaram, les corrélations de latence observées avec la nouvelle production de ces particules lumineuses leur permettent d’aider à mesurer les événements ultrarapides.

« Une application importante dans la mesure de l’attoseconde », Shivaram Il a déclaré dans un communiquéqui permet aux chercheurs de « repousser les limites de la mesure des phénomènes à échelle de temps la plus courte ».

Shivaram ajoute : « Cette source de photons intriqués peut également être utilisée en imagerie quantitative et en spectroscopie, où il a été démontré que les photons intriqués améliorent la capacité à obtenir des informations, mais maintenant dans les longueurs d’onde XUV et même des rayons X. »

Les auteurs de l’étude notent que la compréhension des électrons et de leur rôle dans le comportement des atomes est essentielle pour comprendre le moment de tels événements. Les électrons se déplacent sur des échelles de temps qui se produisent en attosecondes, comme pour les photons dans leur étude, et en femtosecondes (un quadrillionième de seconde). Pour comprendre les électrons, les physiciens doivent pouvoir mesurer leur mouvement sur des échelles de temps aussi remarquablement courtes.

En fin de compte, l’équipe de recherche Shivaram de Purdue a un large éventail d’applications, y compris le développement de méthodes de contrôle des électrons pour créer des réactions chimiques, ainsi que la production de nouveaux matériaux uniques et même de nouvelles nanotechnologies innovantes.

READ  Image d'astronomie de la NASA du jour, 7 mars 2023 : Le grand nuage d'étoiles de Magellan

« Les possibilités de découverte sont nombreuses », a déclaré Shivaram, ajoutant que de telles recherches pourraient jouer un rôle dans l’étude des phénomènes zeptosecondes – des événements sur une échelle de temps d’une milliseconde seulement – qui sont actuellement impossibles à explorer en raison du manque de lasers capables de produire impulsions Dans de si petits intervalles insondables.

« Notre approche unique consistant à utiliser des photons intriqués au lieu de photons dans des impulsions laser pourrait nous permettre d’atteindre le système zeptoseconde », déclare Shivaram, notant que cela nécessitera des développements, peut-être au cours de la prochaine demi-décennie, qui pourraient permettre à de telles mesures de devenir enfin réalité.

L’article de l’équipe, « Atosecond intangled photons from the two-photon decay of instable atomiques: a source for attosecond experiences and beyond, » par Yimeng Wang, Sedant Pandey, Chris H. Green et Niranjan Shivaram a été publié dans Recherche d’examen physique Et le Il peut être lu en ligne.

Micah Hanks est le rédacteur en chef et co-fondateur de The Debrief. Continuer son travail à micahhanks.com Et sur Twitter : Intégrer un tweet.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

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

science

La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

Published

on

La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

Le ministre de l’Espace, Andrew Griffiths, a annoncé qu’une équipe britannique avait reçu 10 millions de livres sterling pour remplacer les composants russes du rover, qui recherchera des signes de vie sur la planète rouge.

Plus précisément, le nouveau financement permettra à une équipe – dirigée par l’Université d’Aberystwyth – de construire le spectromètre infrarouge ExoMars (ISEM) afin que la mission puisse retrouver tout son potentiel scientifique.

Le projet, financé par un montant supplémentaire de 10,7 millions de livres sterling de l’Agence spatiale britannique et dirigé par l’Université d’Aberystwyth, comprendra :

L’université galloise travaillera avec la même équipe du Mullard Space Science Laboratory de l’University College London (UCL) qui a dirigé la conception et la construction du système de caméra panoramique du rover, PanCam. Le système identifiera les minéraux, permettant au rover de forer pour obtenir des échantillons à analyser par d’autres instruments embarqués.

La machine s’appelait Enfys, ce qui signifie « arc-en-ciel » en gallois.

« Il est passionnant d’améliorer la puissance scientifique des caméras visuelles grand angle et haute résolution PanCam tout en améliorant la reconnaissance des métaux dans l’infrarouge grâce à Enfys. » Il a dit Professeur Andrew Coates (Mullard Space Science Laboratory de l’University College de Londres), chercheur principal de PanCam sur le rover Rosalind Franklin. « Notre équipe est ravie d’appliquer l’expertise de PanCam à Enfys, pour l’environnement difficile de la surface martienne. Nous attendons avec impatience la science et les opérations conjointes avec Enfys. »

La PanCam est illustrée ci-dessous.

Le Dr Matt Gunn d’Aberystwyth a déclaré : « Nous avons beaucoup appris au cours du développement et des tests de PanCam, et c’est un grand honneur pour nous de diriger une fantastique équipe de personnes qui mettront à nouveau ces connaissances en pratique pour développer un nouvel outil pour la mission. » Université, chercheur principal à Enfys.

Le Dr Gunn est représenté ci-dessus avec le nouveau spectromètre infrarouge en cours de développement, aux côtés d’un modèle grandeur nature du rover Rosalind Franklin de l’Université d’Aberystwyth.

READ  Deuxième tentative annulée par la NASA après une fuite de carburant - The Irish Times

Construit au Royaume-Uni

A noter que le véhicule (photo) a en réalité été construit par Airbus, à Stevenage, pour le programme de l’Agence spatiale européenne. Son lancement était prévu en 2022 avant l’annulation de la coopération avec l’agence spatiale russe à la suite de l’invasion illégale de l’Ukraine.

Le Dr Paul Butt, directeur général de l’Agence spatiale britannique, a déclaré : « Le vaisseau spatial Rosalind Franklin, construit au Royaume-Uni, est véritablement une technologie de pointe aux frontières de l’exploration spatiale. » « Il est fantastique que des experts britanniques puissent également fournir un instrument clé pour cette mission, grâce au financement de l’Agence spatiale britannique.

« En plus de tirer parti de la technologie spatiale britannique de classe mondiale pour faire progresser notre compréhension de Mars et de sa capacité à héberger la vie, ce financement supplémentaire renforcera la collaboration au sein du secteur spatial et de l’économie britannique en croissance rapide. »

La dernière annonce porte l’investissement total du gouvernement dans Rosalind Franklin, par l’intermédiaire de l’Agence spatiale britannique, à 377 millions de livres sterling, a souligné le ministère britannique de la Science, de l’Innovation et de la Technologie (DSIT).

Le véhicule devait initialement être lancé en septembre 2022 depuis le Kazakhstan, mais la guerre ukraino-russe est intervenue.

Image : Université d’Aberystwyth/Équipe d’instruments Enfys

Voir également: Le rover Rosalind Franklin avance vers Mars en vue de son lancement en septembre

Continue Reading

science

L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

Published

on

L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

Cet article a été révisé selon Science Processus d’édition
Et Stratégies.
Éditeurs Les fonctionnalités suivantes ont été mises en avant tout en garantissant la crédibilité du contenu :

Vérification des faits

Publication évaluée par des pairs

source fiable

Relecture

Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

× Fermer

Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

La séquestration du carbone dans le sol peut contribuer à l’atténuation du changement climatique, et la matière organique du sol liée aux minéraux possède la plus grande capacité à stocker le carbone. Une équipe de chercheurs, comprenant des scientifiques de l’Institut Max Planck de biogéochimie et de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg, a évalué les facteurs qui contrôlent la matière organique liée aux minéraux.

leurs études, publié dans La biologie du changement globalIl montre que même si la quantité et le taux de leur formation sont principalement contrôlés par la composition minérale, l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion influencent également la matière organique liée aux minéraux sur des échelles de temps courtes.

Le carbone organique du sol n’est pas seulement important pour la fertilité des sols et la production alimentaire, il joue également un rôle important dans le climat de la Terre puisqu’il représente environ 7 % du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère.2 Il circule dans le sol chaque année. Depuis les débuts de l’agriculture, les sols ont perdu d’importantes quantités de carbone dans l’atmosphère. Pour atténuer le changement climatique, nous devons comprendre comment éviter une perte supplémentaire de carbone et reconstituer les stocks de carbone du sol.

READ  Les scientifiques veulent explorer Uranus, mais comment survivre à un atterrissage de gaz ?

Lorsque le carbone organique du sol est lié aux minéraux, sa durée de survie et sa résistance aux perturbations sont accrues. La formation de matière organique associée aux minéraux (MAOM) est donc un processus essentiel dans le cycle global du carbone. Cependant, malgré des décennies de recherche, l’impact de la composition minérale et de l’intensité de la gestion des terres sur la formation de MAOM n’a pas été résolu.

Pour combler cette lacune dans la recherche, plus de 3 500 conteneurs perméables remplis de goethite sans carbone, un représentant de l’oxyde de fer du sol, ou d’illite, un représentant du minéral argileux silicaté, ont été enterrés dans 150 forêts et 150 prairies. Les sites sont situés dans les trois zones d’étude allemandes du programme prioritaire d’infrastructures « Explorations de la biodiversité ».

Après cinq ans d’incubation souterraine, une équipe de scientifiques dirigée par De Schorn Bramble de l’Institut Max Planck de biogéochimie (MPI-BGC) à Iéna et Susanne Ulrich de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) a analysé le contenu du conteneur. . Ils ont constaté que, quels que soient le type d’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, quatre fois plus de carbone organique s’accumulait dans la goethite que dans l’illite. Ce résultat confirme que la composition minérale est essentielle pour contrôler le taux et la quantité de formation de MAOM dans le sol.

« Une grande partie de nos connaissances sur le rôle des oxydes et des argiles silicatées dans le stockage du carbone dans le sol provient d’études en laboratoire », explique Susan. « Étant donné que ces deux groupes de minéraux interagissent dans les sols naturels, la différenciation directe de leurs rôles individuels dans la formation de MAOM n’est pas possible. .» Ulrich, Ph.D. Candidat à MLU.

READ  Deuxième tentative annulée par la NASA après une fuite de carburant - The Irish Times

« Notre configuration expérimentale nous a permis pour la première fois de comparer directement le potentiel de stockage de carbone de ces deux groupes minéraux dans des conditions de terrain. Nos résultats montrent que ce ne sont pas les propriétés de surface qui déterminent la formation de MAOM, car les oxydes ont une surface beaucoup plus grande. Le potentiel de stockage de carbone des minéraux argileux silicatés. »  »

En raison du long temps de séjour du carbone dans les minéraux, la formation de MAOM était considérée comme relativement insensible à l’utilisation et à la gestion des terres sur des échelles de temps inférieures à plusieurs décennies. Cependant, les chercheurs ont noté dans leur étude que la formation de MAOM dans les forêts était réduite par l’intensité de la récolte et était modifiée par la sélection des espèces d’arbres. Dans les prairies, la productivité végétale ainsi que la diversité végétale ont augmenté la formation de MAOM. La productivité et la diversité végétales étaient affectées par la fertilisation, car la fertilisation augmentait la productivité végétale mais réduisait la diversité végétale.

De Schorn Bramble, candidat au doctorat au MPI-BGC explique ces nouveaux résultats contrastés : « Nous avons observé des effets significatifs de l’utilisation et de la gestion des terres sur la formation de MAOM après avoir exposé des minéraux sans carbone pendant seulement cinq ans aux conditions ambiantes du sol. Ces changements sont il est également probable qu’elle se produise dans les sols naturels. » Mais elle peut être difficile à détecter à l’aide des méthodes de mesure traditionnelles. « Nos résultats et notre approche expérimentale peuvent donc être importants pour prédire comment MAOM réagira aux activités humaines. »

READ  Les scientifiques identifient G-Exos comme un nanosupport pour transférer l'ARNt afin de stimuler la différenciation neurale des cellules souches

Il note que même si la composition minérale détermine le potentiel de stockage du carbone dans le sol, l’utilisation des terres affecte la mesure dans laquelle ce potentiel est réalisé. Par conséquent, il est important de mieux comprendre comment la productivité des plantes, la qualité des apports organiques et la communauté des décomposeurs interagissent dans la formation de MAOM dans le sol sous différentes gestions.

Plus d’information:
De Shorn E. Bramble et al, La composition de la matière organique liée aux métaux dans les sols tempérés est principalement contrôlée par le type de métal et est modifiée par l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, La biologie du changement global (2023). est ce que je: 10.1111/gcb.17024

Informations sur les magazines :
La biologie du changement global


Continue Reading

science

L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

Published

on

L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

Une nouvelle étude suggère que le changement climatique provoqué par des éruptions volcaniques massives pourrait avoir finalement ouvert la voie à l’extinction des dinosaures.

Les découvertes remettent en question le récit traditionnel selon lequel seule une météorite tombant sur Terre a porté le coup final aux anciens géants.

Pour étudier dans Avancement de la science, des chercheurs de l’Université McGill ont étudié les éruptions volcaniques dans les pièges du Deccan – un vaste plateau accidenté de l’ouest de l’Inde formé de lave en fusion. Son éruption de 1 million de kilomètres cubes de roche pourrait avoir joué un rôle majeur dans le refroidissement du climat mondial il y a environ 65 millions d’années.

Ce travail a mobilisé des chercheurs du monde entier, depuis le martelage de roches dans les pièges du Deccan jusqu’à l’analyse d’échantillons en Angleterre et en Suède.

En laboratoire, les scientifiques ont estimé la quantité de soufre et de fluor injectée dans l’atmosphère par les éruptions volcaniques massives au cours des 200 000 années précédant l’extinction des dinosaures.

Remarquablement, ils ont découvert que la libération de soufre pourrait entraîner une baisse globale des températures dans le monde, un phénomène connu sous le nom d’hiver volcanique.

«Nos recherches montrent que les conditions climatiques étaient presque certainement instables, avec des hivers volcaniques fréquents qui auraient pu durer des décennies avant l’extinction des dinosaures», explique Don Baker, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill.

READ  Les scientifiques identifient G-Exos comme un nanosupport pour transférer l'ARNt afin de stimuler la différenciation neurale des cellules souches

« Cette instabilité aurait pu rendre la vie difficile à toutes les plantes et à tous les animaux et ouvrir la voie à un événement d’extinction des dinosaures. Nos travaux contribuent donc à expliquer cet événement d’extinction majeur qui a conduit à l’émergence des mammifères et à l’évolution de notre espèce. »

Découvrir les indices contenus dans des échantillons de roches anciennes n’a pas été une tâche facile. En fait, une nouvelle technique développée à McGill a aidé à déchiffrer l’histoire volcanique.

La technologie permettant d’estimer les émissions de soufre et de fluor – un mélange complexe de chimie et d’expériences – s’apparente un peu à la cuisson des pâtes.

« Imaginez faire des pâtes à la maison. Vous faites bouillir de l’eau, ajoutez du sel, puis les pâtes. Une partie du sel de l’eau entre dans les pâtes, mais pas beaucoup », explique Baker.

De même, certains éléments restent piégés dans les minéraux lorsqu’ils refroidissent après une éruption volcanique. Tout comme vous pouvez calculer les concentrations de sel dans l’eau dans laquelle les pâtes sont cuites en analysant le sel contenu dans les pâtes elles-mêmes, la nouvelle technique a permis aux scientifiques de mesurer le soufre et le fluor dans des échantillons de roche. Grâce à ces informations, les scientifiques ont pu calculer la quantité de ces gaz émis lors des explosions.

Les résultats représentent un pas en avant dans la reconstitution des anciens secrets de la Terre et ouvrent la voie à une approche plus éclairée du changement climatique.

source: université McGill

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023