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La mystérieuse particule X de la deuxième révolution quantique (Planet Earth Report)

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Terre depuis l'espace

Les journées ont été chargées au Pale Blue Dot, où des reportages allant de trois théories sur les origines d’Omicron au « paradoxe du soleil sombre » ont émergé, révélant une fenêtre étroite sur la vie même Une particule insaisissable depuis l’aube de l’histoire explique la vérité à la science à la croisée des chemins : cerveaux humains ou algorithmes ?

Comment les humains modifient l’évolution. Pourquoi vivons-nous à une époque de sélection non naturelle ?, rapporte BBC Future – « L’impact de l’humanité sur les organismes vivants – intentionnel et non intentionnel – les fait évoluer de manière nouvelle et inhabituelle. Mais jusqu’où l’adaptation pilotée par l’homme peut-elle aller ? »

Une solution au paradoxe du soleil déclinant révèle une fenêtre étroite sur la vie, Jonathan O’Callaghan rapporte sur Quanta. « À l’époque où le soleil était 30% plus sombre, la Terre aurait été gelée. Pourtant, l’eau coulait et la vie prospérait. La solution à ce paradoxe montre que nous pouvons avoir ce soleil plus sombre auquel nous devons l’existence de la vie – avec des conséquences désastreuses pour le possibilité de vie hors de la terre ».

D’où vient Omicron ? Trois théories principales La variante hautement contagieuse est apparue avec un groupe de mutations inhabituelles. Les scientifiques tentent maintenant de comprendre comment il a évolué, selon la revue Nature.

La mystérieuse « particule X » pourrait aider à expliquer la naissance de la réalité Les scientifiques ont fait des découvertes sans précédent d’une particule insaisissable depuis l’aube de l’histoire au Large Hadron Collider, selon Becky Ferreira de Motherboard Vice.

Cerveau humain ou algorithmes ? dans les limites de la pensée –La science se trouve aujourd’hui à la croisée des chemins : ses progrès seront-ils guidés par les esprits humains ou par les machines que nous avons créées ? David C. Krakauer rapporte pour Aeon.com

Ne regardez pas : l’humanité peut éviter l’astéroïde Armageddon, disent les scientifiques Il est possible qu’une planète puisse être sauvée d’une fin catastrophique si un astéroïde de 10 km de large était repéré, selon l’analyse, selon Guardian Science.

Nous manquons mystérieusement des milliards d’années de temps. Les scientifiques pensent savoir pourquoi. La grande non-conformité a intrigué les géologues pendant un siècle. De nouvelles recherches suggèrent que les glaciers sont le coupable, rapporte Becky Ferreira de Motherboard Vice.

Nous avons presque oublié les arbres lunaires –Un lot de graines d’arbres qui tournaient autrefois autour de la lune ont été largement dispersés chez nous, rapporte Marina Koren pour Atlantic Science.

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Identifié : les plus anciens restes connus d’humains modernes en Afrique Big Think rapporte que la date de la cendre volcanique indique que les restes ont au moins 230 000 ans.

La deuxième révolution quantiqueDes inventions comme le transistor et le laser ont changé le monde. Quels changements apportera la deuxième révolution quantique ? Rapports Symmetry.com

2022 pourrait être un tournant dans l’étude des signalements d’ovnis Leonard David pour Space.com – L’intérêt pour les ovnis continue de croître, parmi les scientifiques et les responsables gouvernementaux.

Les effets effrayants du multivers« Si l’espace est vraiment infini », note le cosmologue Dan Hooper, chef du groupe d’astrophysique théorique du Fermi National Accelerators Laboratory, dans « In the Edge of Time », « les résultats sont stupéfiants. Dans une étendue infinie d’espace, ce serait difficile de voir une quelconque raison de ne pas avoir un nombre infini de galaxies, d’étoiles, de planètes et même un nombre infini d’êtres intelligents ou sensibles dispersés dans ce volume infini. Rapports de Maxwell Mo pour le Daily Galaxy.

Peut-on prouver que le monde n’est pas une simulation ? – Vous pourriez penser que nous avons des preuves irréfutables que nous ne sommes pas dans une simulation. C’est impossible, rapporte David J.. Chalmers pour Nautilus.

Les scientifiques ont confirmé que les orques sont capables de tuer et de manger des baleines bleues Les enregistrements dans les mers au large de l’Australie prouvent que les prouesses prédatrices des épaulards sont inévitables, même pour les adultes des plus grandes espèces qui aient jamais vécu, rapporte le New York Times.

Des milliers de patients dans le coma sont peut-être conscients mais nous les ignoronsUn neuroscientifique de premier plan affirme qu’une personne dans un état végétatif est généralement supposée n’avoir aucune conscience du monde qui l’entoure, explique le Dr Adrian Owen, qui a été le pionnier de la recherche révolutionnaire qui a prouvé le contraire, expliquant pourquoi nous devons parler à ces patients. BBC Science Focus.

Volcan Tonga : Ce que l’éruption volcanique aux Tonga peut nous apprendre sur l’histoire de MarsL’éruption du volcan Hungga-Tonga-Hongga-Hapai aurait été un événement unique dans une vie. Maintenant, les scientifiques qui étudient l’éruption révèlent des informations qui pourraient nous aider à mieux comprendre le passé volcanique de Mars, rapporte BBC Science Focus.

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Il est peu probable que l’astéroïde Bennu frappe la Terre dans les 300 prochaines années.– « Bennu est un astéroïde de 500 mètres de large en orbite autour de notre soleil, suivant une trajectoire qui le rapproche périodiquement de la planète. Les scientifiques de la NASA ont utilisé de nouvelles données et des modèles informatiques complexes pour prédire la trajectoire exacte de l’astéroïde Bennu pour les 300 prochaines années , selon Icarus. La possibilité est particulièrement intéressante Un impact d’astéroïde, qui pourrait laisser un cratère de 3 à 6 miles de large par rapport à un astéroïde de la taille de Bennu, transporte une énergie supérieure à 1,1 milliard de tonnes de TNT. Rapports maintenant.

Comment les anciens Romains ont construit des routes pendant des milliers d’années Il y a une raison pour laquelle le dicton « tous les chemins mènent à Rome » est toujours d’actualité, Rapports ZME Science.

Trouvez l’épave la plus profonde du monde, Stephen Dowling rapporte pour BBC Futures – « En 1944, l’USS Johnston a coulé après une bataille contre le plus grand navire de guerre du monde. Après plus de 75 ans, son épave a finalement été localisée, à 6 kilomètres (3,7 miles) sous les vagues. »

Rencontrez l’homme qui peut expliquer les 3 premiers milliards d’années de vie sur notre planète, CNN rapporte – « Des rochers, des falaises, des carrières creusées dans le sol. Pas grand-chose à regarder pour la plupart d’entre nous, mais pour le paléontologue Andrew Knoll, ils brillent de sens, racontant une histoire qui, selon lui, est bien plus grande et remplie de plus de rebondissements. que n’importe quel film. » Énorme à Hollywood.

Comment exactement la planète Terre se déplace-t-elle dans l’univers ? Le système solaire n’est pas un vortex, mais la somme de tous nos grands mouvements cosmiques. Voici comment nous nous déplaçons dans l’espace, rapporte Big Think.

Qu’est-ce que l’information quantique ? Nathan Collins demande la symétrie – l’information quantique enfreint les règles de l’information classique d’une manière qui peut nous permettre de répondre à des questions qu’un ordinateur classique ne peut pas.

« Mystère non résolu » – la découverte d’une étrange particule de l’espace lointain en Antarctique, Rapports de Maxwell Mo pour le Daily Galaxy. « Ils disent que les grandes découvertes commencent souvent par quelqu’un qui dit » hein, c’est bizarre «  », Tyce DeYoung, membre de la collaboration IceCube et HAWC, deux grands groupes mondiaux de physiciens qui construisent et mènent des expériences pour découvrir les particules les plus énergétiques de l’univers, notes dans un e-mail au Daily Galaxy. » Mais malheureusement, la plupart du temps, nous disons « c’est bizarre », c’est vraiment une bizarrerie de tous les jours, pas une super trouvaille.

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Les scientifiques disent que les lois de la physique pourraient changer L’univers est plus étrange que nous ne le savons, rapporte Futurism.

Vaccination de l’État contre la désinformation Soumise à des campagnes de désinformation répétées, la petite nation balte d’Estonie considère l’éducation aux médias comme faisant partie de sa première culture numérique et des rapports sur la sécurité nationale de BBC Future.

Le café menace : les principales cultures sont confrontées à des transformations majeures à mesure que le monde se réchauffe, Rapports de BBC Science – « Les régions du monde propices à la culture du café, des noix de cajou et des avocats changeront radicalement à mesure que les températures mondiales augmenteront, selon une nouvelle étude. Les régions clés du café au Brésil, en Indonésie, au Vietnam et en Colombie diminueront toutes considérablement % d’ici 2050. »

L’effet McGurk : une illusion auditive qui montre à quel point nous sommes trompés par nos sens – Ce qui est particulièrement étrange à propos de l’effet McGurk, c’est que le fait de savoir que vous êtes trompé ne corrige pas vos perceptions, rapporte Big Think.

Les derniers rapports de la planète Terre:

Pourquoi les vaisseaux spatiaux de la NASA explorent-ils les océans les plus profonds de la Terre pour devenir une véritable fonction d’onde ?
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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

En avril et mai, les rhododendrons fleurissent et de nombreuses variétés présentent d'énormes fleurs aux couleurs vives en rose, violet et blanc. L’abondance de fleurs parmi les grandes feuilles vertes cireuses peut être époustouflante, et lorsque les pétales tombent par mauvais temps, un verger de rhododendrons peut ressembler à un pays des merveilles pastel.

Mais les rhododendrons, malgré leurs jolies fleurs, provoquent des dégâts environnementaux lorsqu'ils poussent dans des habitats où ils ne devraient pas se trouver.

Leo Whelan (8 ans) et Emilia Whelan (9 ans) avec le militant écologiste irlandais et personnalité médiatique Duncan Stewart aux jardins Powerscourt pour lancer un nouveau sentier de réflexion immersif dans la magnifique promenade des rhododendrons du jardin. Photo de : Dermot Byrne

C'est la beauté des fleurs de rhododendrons au printemps et au début de l'été qui a poussé les chasseurs de plantes de l'époque victorienne à rapporter des spécimens des rives de la mer Noire et d'autres régions d'Asie, notamment des contreforts de l'Himalaya, de Chine et de Malaisie. Jusqu’à un millier d’espèces différentes de rhododendrons poussent à l’état sauvage dans ces régions.

La noblesse terrienne victorienne, déjà désireuse d'apporter des plantes exotiques des nouvelles colonies, était fascinée par les rhododendrons. La tendance a décollé et diverses variétés ont été greffées et plantées dans les jardins et les bois des demeures seigneuriales de Grande-Bretagne et d'Irlande. Les promenades avec les rhododendrons étaient exactement ce qu'il fallait faire, afin que mesdames et messieurs puissent se promener dans un tunnel de rhododendrons au printemps et découvrir la joie de leurs grosses fleurs lumineuses et de leur parfum riche et sucré. Parfois, les rhododendrons étaient simplement plantés dans la forêt de la ferme – certaines variétés, notamment le Rhododendron ponticum, prospéraient à l’ombre partielle et dans un sol acide et étaient donc facilement naturalisées.

Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow.  Photo : Dan Linehan
Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow. Photo : Dan Linehan
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Les Victoriens avaient une mentalité coloniale, un appétit frivole pour les dernières modes horticoles et peu de compréhension de l’écologie. Ils n’étaient pas enclins à considérer les éventuelles conséquences négatives de ces buissons de rhododendrons disséminés à travers les forêts.

L'une des premières introductions de rhododendrons ici a été réalisée par la famille Herbert à Muckross House Killarney, siège du comte de Kenmare. Cet établissement fut très célèbre et fut visité par la reine Victoria en 1861. On pourrait appeler ces « influenceurs » de l'époque ; Ce qui y était populaire était copié dans les domaines de la noblesse de tout le pays. Des rhododendrons ont été plantés dans les forêts pour leur attrait esthétique, mais aussi pour servir de couvert aux faisans, une autre espèce introduite qui pose des problèmes environnementaux. Les rhododendrons ont prospéré dans le sol acide de la vallée de Killarney et ont rapidement envahi les forêts de chênes des lacs et des pentes.

Dans ces habitats forestiers, dans des conditions naturelles, le sous-sol est rempli de houx, d'aubépines, de prunelliers, de noisetiers et de fusains, sous lesquels pousse un couvert de fleurs sauvages des bois. des bandes de jacinthes des bois ; Superbes anémones des bois à fleurs blanches; L'oseille des bois et la chélidoine jaune brillant – des plantes indigènes qui fleuriraient désormais jusqu'en avril – sont exclues là où les rhododendrons ont pris le dessus.

Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles.  Photo : Dan Linehan
Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles. Photo : Dan Linehan

Les plantes forestières saines abritent généralement une grande diversité de papillons forestiers spécialement adaptés ; papillons spécialisés; Bourdons et abeilles solitaires ; Colonies de fourmis. insectes mineurs de feuilles; Bouclier les bogues. Et des centaines d’autres espèces d’invertébrés. Ceux-ci abritent à leur tour de nombreux oiseaux forestiers, tels que les grimpereaux, les pics épeiche, les bécasses, les parulines et les geais. Les relations entre les nombreuses espèces végétales et animales d’une forêt comme celle-ci ont évolué au fil des milliers d’années et sont aussi finement ajustées que les nombreux éléments interconnectés d’un écosystème fonctionnel.

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Mais lorsque les rhododendrons envahissent, ils harcèlent tous les arbres et arbustes indigènes avec leur croissance vigoureuse, en particulier les grandes feuilles cireuses qui projettent de lourdes ombres et empêchent la plupart des plantes à fleurs qui autrement prospéreraient ici de dominer. Les papillons sont privés des plantes dont ils ont besoin pour produire du nectar et des plantes indigènes dont leurs chenilles ont évolué pour se nourrir. Les papillons de nuit et les syrphes sont également affectés. Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles, et avec l'ombre qu'elle projette, sa domination devient absolue. De cette manière, les rhododendrons sonnent le glas d’innombrables espèces qui, autrement, prospéreraient dans les habitats forestiers indigènes.

Ajoutez à cela ce que les botanistes du Trinity College de Dublin ont découvert Le nectar du rhododendron est toxique pour certaines abeilles irlandaises.

Contient du nectar Toxines grisesCe sont des produits chimiques que ces plantes produisent naturellement pour les aider à éviter d’être mangées par les insectes et les mammifères. Lors d’expériences, les abeilles mellifères sont mortes quelques heures seulement après avoir consommé du nectar de rhododendron. Les abeilles solitaires d’origine deviennent désorientées, voire paralysées, par le poison. Il est intéressant de noter que les espèces locales de bourdons n’ont pas été affectées par les toxines présentes dans le nectar de rhododendron, car elles se sont révélées capables de consommer le nectar sans aucun effet secondaire négatif.

Un autre effet de la croissance dense des rhododendrons est que les plants d’arbres sont incapables de s’établir sous leur forte ombre. La plupart des semis d'arbres ici, comme le chêne, l'aubépine et l'orme, sont bien adaptés aux conditions ombragées des habitats forestiers, mais l'ombre abondante et la litière de feuilles cireuses du rhododendron sont trop intenses pour que ces arbres se reproduisent. Le résultat est que les forêts infestées de rhododendrons sont incapables de se renouveler et qu’il n’y aura pas de prochaine génération d’arbres indigènes.

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L'Irlande possède toujours l'un des pourcentages de couverture forestière les plus faibles d'Europe, les forêts dites indigènes ou semi-naturelles ne couvrant qu'environ 2 % du pays. Seule une petite partie de ce territoire est établie depuis longtemps et presque aucune d'entre elles n'est exempte de surpâturage par les cerfs ou d'invasion de laurier-cerise et de rhododendron.

La rareté des forêts saines constitue ici une blessure environnementale ouverte. Alors que des travaux sont en cours pour éliminer les rhododendrons de certaines zones du parc national de Killarney, des problèmes sont survenus avec les méthodes de gestion. Depuis les années 2000, la mauvaise gestion par l’État de ce désastre environnemental a suscité de nombreuses critiques. Le parc national de Killarney appartient à l'État. Il n'y a donc aucune excuse pour la négligence continue de l'un des derniers refuges de forêt tropicale tempérée à feuilles caduques d'Irlande. D’autres forêts du pays souffrent également des effets des rhododendrons et du surpâturage.

Si vous êtes en déplacement en avril et en mai, pour admirer les rhododendrons et peut-être vous sentir submergé par la générosité des fleurs, rappelez-vous qu'il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît.

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

La surface de Pluton est dominée par l'immense bassin en forme de poire de Spoutnik Planitia. Il semble que son origine soit due à un impact, mais la modélisation n'a pas encore expliqué son étrange géométrie. Les planétologues de l'Université de Berne proposent un mécanisme d'impact qui reproduit la forme topographique du bassin tout en expliquant son alignement près de l'axe Pluton-Charon. Selon leurs recherches, la collision de Pluton avec un corps planétaire d'un diamètre d'environ 700 kilomètres (435 miles) a donné naissance à Spoutnik Planitia.

Cette mosaïque de Pluton a été réalisée à partir d'images New Horizons LORRI prises le 14 juillet 2015, à une distance de 49 700 miles (80 000 km). Projetée à partir d'un point situé à 1 800 km au-dessus de l'équateur de Pluton, cette vue regarde vers le nord-est la région sombre et cratérisée de Cthulhu-Riggio, en direction de l'étendue lumineuse et lisse de plaines glacées appelée Spoutnik Planum. Le pôle nord de Pluton se trouve juste à l'extérieur de l'image de gauche. Cette mosaïque a été réalisée à partir d'images panchromatiques de la caméra New Horizons LORRI, avec des couleurs superposées à partir du nuancier Ralph à bord de New Horizons. Crédit image : SA Stern et autres.

En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a révélé que la surface de Pluton était géologiquement complexe.

Il est dominé par un bassin rempli de glace d'azote de 1 200 x 2 000 km (746 x 1 243 mi) appelé Spoutnik Planitia.

Spoutnik Planitia est la partie ouest de Tombo Reggio, la célèbre structure en forme de cœur de Pluton.

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Le bassin est de 3 à 4 kilomètres (1,9 à 2,5 mi) plus bas en altitude que la majeure partie de la surface de la planète naine.

Le Dr Harry Ballantyne, planétologue à l’Université de Berne, a déclaré : « L’apparence brillante de Spoutnik Planitia est due au fait qu’elle est principalement remplie de glace blanche à l’azote qui se déplace et se déplace constamment pour lisser la surface. »

« Cet azote s'est probablement accumulé rapidement après l'impact en raison de la basse altitude. »

« La partie orientale du « noyau » est également recouverte d’une couche similaire mais beaucoup plus fine de glace d’azote, dont l’origine n’est pas encore claire pour les scientifiques, mais est probablement liée à Spoutnik Planitia. »

Le Dr Martin Goetze, planétologue à l'Université de Berne, a déclaré : « La forme allongée de Spoutnik Planitia indique clairement que la collision n'était pas une collision directe, mais plutôt une collision oblique. »

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet.  La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds.  De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer.  Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet. La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds. De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer. Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

Les auteurs ont utilisé un logiciel de simulation d’hydrodynamique de particules lisses (SPH) pour recréer numériquement de tels impacts, en faisant varier la configuration de Pluton et de son corps d’impact, ainsi que la vitesse et l’angle du corps d’impact.

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Ces simulations ont confirmé leurs soupçons sur l'angle d'impact oblique et ont déterminé la configuration du corps d'impact.

« Le noyau de Pluton est si froid que les roches sont restées très solides et n'ont pas fondu malgré la chaleur de l'impact, et grâce à l'angle d'impact et à la faible vitesse, le noyau d'impact ne s'est pas enfoncé dans le noyau de Pluton, mais est resté intact », a déclaré Dr Ballantyne.

« Quelque part sous Spoutnik se trouvent les restes du noyau d'un autre objet massif, que Pluton n'a jamais digéré », a ajouté le Dr Eric Asfaugh, planétologue à l'Université d'Arizona.

« Cette force fondamentale et cette vitesse relativement faible étaient la clé du succès de ces simulations : la faible force donnerait lieu à un reste de surface très symétrique qui ne ressemblait en rien à la forme de larme observée par New Horizons. »

« Nous sommes habitués à considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses dont vous pouvez ignorer les détails, à l'exception de choses comme l'énergie, l'élan et la densité. »

« Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont beaucoup plus lentes et la glace solide est solide, vous devez donc être plus précis dans vos calculs. C'est là que le plaisir commence. »

Les découvertes de l’équipe ont également jeté un nouvel éclairage sur la structure interne de Pluton.

« En fait, un impact géant comme celui simulé s'est probablement produit très tôt dans l'histoire de Pluton », ont déclaré les chercheurs.

« Cela pose cependant un problème : une dépression géante comme Spoutnik Planitia devrait se déplacer lentement au fil du temps vers le pôle de la planète naine en raison des lois de la physique, car elle souffre d'un déficit de masse. Cependant, elle est paradoxalement proche de l'équateur. .

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« L'explication théorique précédente était que Pluton, comme de nombreux autres corps planétaires du système solaire externe, possède un océan d'eau liquide souterrain. »

« Selon l'explication précédente, la croûte glacée de Pluton serait plus fine dans la région de Spoutnik Planitia, provoquant un gonflement de l'océan, et comme l'eau liquide est plus dense que la glace, on se retrouverait avec un excédent de masse qui stimulerait la migration vers l'équateur. »

« Cependant, la nouvelle étude propose un point de vue différent. »

« Dans nos simulations, le manteau primitif de Pluton a été complètement excavé par l'impact, et comme le matériau du noyau de l'impacteur est dispersé sur le noyau de Pluton, cela crée un excès de masse local qui pourrait expliquer la migration vers l'équateur sans océan souterrain, ou tout au plus. un océan souterrain », a déclaré le Dr Gotzi : « Très mince. »

« Cette origine nouvelle et innovante de la forme en forme de cœur de Pluton pourrait conduire à une meilleure compréhension de l'origine de Pluton », a déclaré le Dr Adeniy Denton, planétologue à l'Université de l'Arizona.

le résultats Il a été publié dans le magazine Astronomie naturelle.

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H. A. Ballantyne et autres. Spoutnik Planitia est un vestige d'impact qui pointe vers un ancien masson rocheux sur Pluton sans océan. Nat Astron, publié en ligne le 15 avril 2024 ; est ce que je: 10.1038/s41550-024-02248-1

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Une molécule organique stable ouvre la voie aux piles à combustible de nouvelle génération

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Une molécule organique stable ouvre la voie aux piles à combustible de nouvelle génération

Trouver des alternatives énergétiques propres à l’utilisation de combustibles fossiles est devenu plus urgent car les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère ont atteint des niveaux records. Le fait que des catalyseurs métalliques coûteux tels que le platine soient nécessaires dans la technologie des piles à combustible pour convertir l'hydrogène en énergie est l'un des défis auxquels les chercheurs sont confrontés..

Charles Machan (à gauche) et Michael Hylinski (à droite) ont identifié une molécule organique qui pourrait remplacer l'utilisation de métaux rares et coûteux dans les piles à combustible. Crédit image : Collège et École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie.

Une équipe de chercheurs de Université de VirginieLa Graduate School of Arts and Sciences de l'UCLA a découvert une molécule organique qui pourrait remplacer les catalyseurs métalliques plus coûteux.

Les piles à combustible, essentielles pour alimenter les véhicules électriques et les générateurs industriels et résidentiels, s'appuient sur des métaux comme le platine pour initier la réaction chimique qui divise les sources de carburant comme l'hydrogène gazeux en protons et en électrons, qui les convertissent ensuite en électricité.

Étant donné que les catalyseurs organiques se décomposent en parties inutiles au cours du processus de catalyse, ils ne sont pas considérés comme une alternative viable aux catalyseurs à métaux rares.

Cependant, le doctorat. Les candidates Emma Cook et Anna Davis, ainsi que les professeurs adjoints de chimie Charles Machan et Michael Hylinski, ont découvert une molécule organique composée de carbone, d'hydrogène, d'azote et de fluor qui pourrait servir d'alternative pratique dans une étude publiée dans la revue Société chimique américaine.

Selon Machan, la molécule peut initier une réaction qui réduit l'oxygène à l'intérieur de la pile à combustible, réagir avec les sous-produits de la réaction et revenir à son état d'origine.

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Ces molécules sont stables dans des conditions dans lesquelles la plupart des molécules se sont décomposées et continuent d'atteindre une activité compatible avec le niveau des catalyseurs de métaux de transition..

Charles Machan, professeur agrégé, École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie

Les résultats préliminaires de l'équipe représentent une avancée majeure dans la recherche de piles à combustible rentables et respectueuses de l'environnement, utilisant des matériaux moins coûteux et plus durables. La prochaine génération de piles à combustible pourrait être développée d’ici 5 à 10 ans.

Cette même molécule ne peut pas se transformer en pile à combustible. Ce résultat dit qu'il peut y avoir des catalyseurs à base de carbone, et si vous modifiez ceux qui contiennent certains groupes chimiques, vous pouvez espérer les transformer en d'excellents catalyseurs pour la réaction de réduction de l'oxygène. L’objectif ultime est d’incorporer les propriétés qui rendent cette molécule si stable dans un matériau massif, afin de remplacer l’utilisation du platine..

Charles Machan, professeur agrégé, École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie

Hilinski, dont le groupe de recherche se concentre sur la chimie organique, a souligné l'importance de la nature interdisciplinaire de l'équipe de recherche.

Cette molécule que nous utilisons comme catalyseur a une histoire dans mon laboratoire, mais nous avons toujours recherché son utilisation dans des réactions chimiques effectuées sur des molécules contenant du carbone beaucoup plus grosses, telles que les ingrédients actifs de médicaments. Sans l'expertise de Charlie Machan, je ne pense pas que nous aurions pu relier ce sujet à la chimie des piles à combustible..

Michael Hylinski, professeur agrégé, Graduate School of Arts and Sciences, Université de Virginie

La découverte pourrait également avoir un impact sur la production industrielle de peroxyde d’hydrogène, un produit ménager standard utilisé dans le traitement des eaux usées et la fabrication du papier.

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Machan a dit :Le processus de fabrication du peroxyde d’hydrogène est peu respectueux de l’environnement et consomme beaucoup d’énergie. Il faut reformer le méthane avec de la vapeur à haute température pour libérer l'hydrogène utilisé pour le générer.« .

La découverte de l'équipe Machan pourrait également renforcer le rôle catalyseur de cette mesure, ce qui pourrait profiter aux entreprises, à l'environnement et à la technologie de traitement de l'eau.

Hilinski a également noté que les implications de cette découverte et du travail d'équipe qui en résulte pourraient aller bien au-delà du stockage d'énergie.

Hilinski a dit :Dans l’ensemble, l’une des choses les plus intéressantes de cette étude est qu’en électrifiant le catalyseur, nous avons modifié sa façon de réagir. C’est quelque chose d’inattendu et cela pourrait également être utile dans la fabrication de médicaments, que mon équipe de recherche cherche à explorer.« .

Machan, dont le groupe de recherche se spécialise en électrochimie moléculaire, attribue cette découverte à la composition interdisciplinaire de l'équipe de recherche.

Machan a conclu son discours en disant :Sans l'expertise de l'équipe de Mike Hylinski dans la fabrication de molécules organiques stables pouvant subir le type de réactions nécessaires, ce travail n'aurait pas été possible. Cette molécule organique unique nous a permis de faire quelque chose que seuls les métaux de transition peuvent faire normalement.« .

Référence du magazine :

Cook, NE, et coll. (2024) Réduction homogène de l’O_2 sans métal par électrocatalyseur à base d’iminium. Société chimique américaine. est ce que je.org/10.1021/jacs.3c14549

source: https://as.virginia.edu/

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