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Les physiciens ont établi un nouveau record avec le chat de Schrödinger le plus lourd à ce jour : ScienceAlert

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Les physiciens ont établi un nouveau record avec le chat de Schrödinger le plus lourd à ce jour : ScienceAlert

Un minuscule cristal oscillant pesant à peine plus qu’un grain de sable est devenu l’objet le plus lourd jamais enregistré dans une superposition de sites.

Des physiciens de l’Institut fédéral suisse de technologie (ETH) de Zurich ont attaché un résonateur mécanique à un type de circuit supraconducteur couramment utilisé en informatique quantique pour reproduire la célèbre expérience de pensée d’Erwin Schrödinger à une échelle sans précédent.

Ironiquement, Schrödinger serait quelque peu sceptique sur le fait que quelque chose d’aussi grand – enfin, n’importe quoi – puisse exister dans un état de réalité ambigu.

Les états de superposition sont sans précédent dans notre expérience quotidienne. Regardez le ballon de football tomber et vous pouvez suivre son taux de chute avec un chronomètre. Sa position de repos finale est aussi claire que le jour, et même sa rotation en vol est évidente.

Si vous fermez les yeux lorsqu’ils tombent, il n’y a aucune raison de penser que ces états de localisation ou de comportement pourraient être différents. Cependant, en physique quantique, des caractéristiques telles que la position, la rotation et l’élan n’existent de manière significative que lorsque vous voyez une balle posée sur le sol.

Avec un autre poids lourd de la physique théorique, Albert Einstein, Schrödinger n’était pas tout à fait friand d’interprétations d’expériences indiquant que les particules manquaient de propriétés précises jusqu’à ce que l’observation leur en donne une.

Pour montrer à quel point l’idée était absurde, le lauréat autrichien du prix Nobel a décrit un scénario dans lequel l’emplacement non observé d’une particule était lié à la vie d’un chat invisible.

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Imaginez, si vous voulez, qu’une particule crachée au hasard d’un atome en décomposition, frappe un compteur Geiger, faisant éclater la fiole de poison, et tue instantanément un chat. Comme tout cela se déroule dans une boîte, les événements et leur timing restent inaperçus.

Aller avec ce qu’on appelle Interprétation de Copenhague En physique quantique, le système invisible existe dans un état de toutes les possibilités jusqu’à ce que son état final soit observé. La particule est émise et non émise. Compteur Geiger actif et inactif. La fiole de poison est cassée, pas brisée. Et le chat est vivant et mort.

Ce camouflage mortel est presque impossible à visualiser mais est facilement représenté dans Équation ondulatoire de Schrödinger.

Près d’un siècle plus tard, celui de Schrödinger n’est plus une blague. Il a été observé non seulement dans de petites molécules mais dans des molécules entières (sans parler de groupes de milliers d’atomes). Nous pouvons manipuler la boîte pour nous assurer que le chat ne meurt jamais. On peut même bricoler le décor pour séparer le chat. En fait, des technologies entières sont fondées sur les mêmes principes que les objets dans des états de superposition.

Bien qu’aucun chat réel n’ait jamais été menacé par une expérience quantique – à cause de la morale, vous savez – la théorie reste simple. Les grands objets comme les chats, ou encore les humains, les éléphants ou même les dinosaures, peuvent exister dans des états de superposition de la même manière que les électrons, les quarks et les photons.

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Les mathématiques ne laissent aucune place au doute, cependant, observer les effets d’une présence aussi floue à une si grande échelle est une toute autre histoire.

Au niveau atomique, une teinte de destins non accomplis peut être perçue avec un équipement assez primitif. Au fur et à mesure que les propriétés des objets augmentent, il devient plus difficile d’élucider empiriquement les signatures de superposition.

Dans cette dernière expérience, le résonateur des ondes sonores aiguës, ou habar, comme un chat 16,2 µg. Ce qui lui manque en moustaches et bouffées de poisson, il le compense par le fait qu’il peut fredonner sur une courte plage de fréquences lorsqu’il est alimenté par un courant.

« En superposant les deux états d’oscillation dans le cristal, nous avons effectivement créé un chat de Schrödinger pesant 16 microgrammes », Il dit Yiwen Chu, auteur principal et physicien de l’ETH Zurich.

Pour les rôles de l’atome radioactif, du compteur Geiger et du poison, l’équipe A envoyerun circuit supraconducteur qui a servi de source d’alimentation pour l’expérience, le capteur et la superposition.

Relier les deux ensemble a permis aux chercheurs de mettre le HBAR en mouvement afin que ses vibrations tremblent en deux phases simultanément, un phénomène qui était de retour dans la transmission.

Quelle pourrait être l’ampleur des futures expériences est une question ouverte. En pratique, repousser les limites de la taille sur la superposition peut conduire à de nouvelles façons de rendre la technologie quantique plus puissante ou former la base d’outils plus sensibles pour étudier la matière et l’univers.

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Fondamentalement, il y a encore des questions sur ce que cela signifie pour la matière d’être en superposition. Malgré des décennies de progrès dans l’amélioration de la précision de la mécanique quantique, il existe Ce n’est toujours pas clair Pourquoi l’ouverture de la boîte devrait faire une différence dans le sort du chat de Schrödinger.

Ce que cela signifie de transformer peut-être en réalité reste autant un mystère en physique des particules que lorsque Schrödinger a imaginé son idée absurde d’un chat qui ne devrait pas l’être.

Cette recherche a été publiée dans les sciences.

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

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Récupère mes livres Observation des étoiles en 2024, Programme d’observation des étoiles pour débutants Et Quand aura lieu la prochaine éclipse ?

Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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