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Les physiciens sont ravis par la nouvelle mesure de W Boson.

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Les physiciens sont ravis par la nouvelle mesure de W Boson.

Travailleurs du collisionneur de particules du Laboratoire Fermi.

Une équipe de centaines de scientifiques a mesuré avec précision la masse du boson W, une particule élémentaire responsable de la force nucléaire faible. Les chercheurs ont découvert, à leur grande surprise, que Le boson est plus massif que prévu Forme standard En physique des particules, la théorie de travail qui décrit de nombreuses forces fondamentales de l’univers.

La nouvelle valeur a été extraite de 10 ans d’expériences et de calculs par 400 chercheurs dans 54 institutions différentes à travers le monde, un effort incroyable. Toutes les données ont été recueillies à partir d’expériences sur quatre étages, 4500-tonnes détecteur de collision (CDF-II en abrégé) à l’accélérateur Tevatron du Fermilab près de Chicago, Illinois.

La collaboration CDF fonde le groupe W. La masse du boson est de 80 433 +/- 9 MeV/c^2, qui est un nombre Presque le double de la précision de sa mesure précédente collectif. Pour avoir une idée de l’échelle, la nouvelle mesure place le boson W à environ 80 fois la masse du proton. Résultats par équipe publié Aujourd’hui en sciences.

« La vérité est que ce qui s’est passé ici est le nombre de fois que des choses se produisent en science. Nous avons regardé le nombre, David Tobak, physique à la Texas A & M University et porte-parole de CDF Collaboration, a déclaré lors d’un appel vidéo. « On pouvait voir qu’elle ne faisait que laver les gens. C’était calme. Nous ne savions pas quoi en faire. »

« Nous avons été très agréablement surpris [with the result]A écrit Ashutosh Kotwal, physicien à l’Université Duke et membre de la collaboration CDF, dans un e-mail. « Nous étions tellement concentrés sur la précision et la robustesse de notre analyse que la valeur elle-même a été un merveilleux choc. »

Le boson W est lié à nucléaire faibleune réaction primaire responsable d’un type de désintégration radioactive et de fusion nucléaire qui se produit dans les étoiles. Ne vous inquiétez pas – le boson a une masse très différente de celle attendue ne signifie pas que nous avons mal compris des choses comme la fusion nucléaire – mais cela signifie qu’il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas sur les particules qui composent l’univers et comment ils interagissent.

Un graphique montrant le résultat exact de la dernière expérience.

« Le modèle standard est le meilleur que nous ayons pour la physique des particules. C’est incroyablement bon. Le problème est que nous savons que nous nous trompons », a déclaré Tupac. Faire le modèle standard correctement, ce qui pourrait nous donner une idée de ce qui est le plus correct ?« 

Le modèle standard prédit une valeur pour la masse d’un boson W, une valeur que l’équipe a cherché à contester avec une note de 4 Un million de bosons filtres produits par des collisions entre protons et antiprotons au Fermilab. Leur résultat était supérieur aux prédictions du modèle standard Énorme sept écarts-types. Kotwal, qui a posté cinq Des mesures de plus en plus précises de la masse de la particule au cours des 28 dernières années, a-t-elle déclaré, « tLes chances d’augmenter les sept écarts-types sont une chance statistique inférieure à 1 sur un milliard.

Tupac a comparé la mesure à la mesure d’un gorille pesant 800 livres dans une once de son poids réel. Comme pour de nombreuses expériences scientifiques, en particulier en physique des particules, où les masses sont très faibles, les chercheurs ont masqué leurs résultats, pour s’assurer que les calculs n’étaient pas affectés par les attentes ou les espoirs de l’équipe de recherche.

Mais maintenant, avec une mesure très précise qui est très différente de celle d’avant, le minimum Selon des estimations, les physiciens ont la tâche peu enviable de déterminer ce que le modèle standard n’est pas. Ce n’est certainement pas la première fois que la physique subatomique s’avère réellement différente des meilleures suppositions de l’humanité. avril dernierMuon g-2 Collaboration a trouvé des preuves supplémentaires que les propriétés de MYUN (une autre particule subatomique) peut ne pas être en accord avec les prédictions du modèle standard. Et deux des faits les plus importants de l’univers – la gravité et la matière noire – sont Célèbre que le modèle n’a pas expliqué.

Un ouvrier regarde l'énorme détecteur.

Le détecteur de collisionneur du laboratoire Fermi de 4 500 tonnes.
photo: © Corbis / Corbis (Getty Images)

« Afin de découvrir quelle pourrait être la théorie la plus fondamentale, il est important de trouver des phénomènes qui ne peuvent pas être expliqués par [Standard Model] », Par email Claudio Campaniari, physicien à l’Université de Californie-Santa Barbara n’est pas affilié à la dernière étude. En d’autres termes, les phénomènes dans lesquels le [Standard Model] L’approximation s’effondre. » Campagmari Co-écrit par Article Points de vue Sur La nouvelle mesure.

Il existe des essais préparés pour cela; elles vont Étudiez les implications de la découverte d’aujourd’hui à travers diverses expériences de collision. Les résultats d’ATLAS sont imminents et Solénoïde compact à muons (CMS)deux détecteurs du Grand collisionneur de hadrons du CERN (les deux détecteurs responsables de A la découverte du boson de Higgs Depuis 10 ans). et le grande lumière collisionneur de hadrons-ce Développement qui – lequel Le nombre de collisions possibles augmentera d’un facteur 10– Il stimulera également Opportunités Voir de nouvelles particules fascinantes lorsqu’elles seront terminées en 2027.

Les collisions CDF ont eu lieu entre protons et antiprotons, tandis que le grand hadrons collisionneur La collision d’un proton et d’un proton en résulte. Kotwal a dit que si les humains construisaient un collisionneur électron-positon, Il permettra des mesures précises et la recherche de grands processus rares hadrons collisionneur ne peut pas être produit.

Comme l’a dit Martijn Mulders, un physicien du CERN qui a co-écrit l’article Perspectives, Dans un e-mail, les physiciens adopteront une approche à deux volets pour tester le modèle : mesurer des particules connues (telles que le boson W) avec une précision croissante, ainsi que découvrir des particules entièrement nouvelles. nouvelles particules On les trouve souvent en « chassant » la chasse.: passer au crible le bruit de forage subatomique Mush pour voir ce qui a été généré de manière inattendue.

L’accélérateur Tevatron a été fermé en 2011, juste après la fin de la collaboration expérimentale. Le résultat d’aujourd’hui est donc l’au-delà pour l’instrument légendaire et un énorme W pour l’équipe et la physique des particules dans son ensemble.

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L'atterrisseur lunaire japonais dort après avoir survécu à la nuit lunaire – journal

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L'atterrisseur lunaire japonais dort après avoir survécu à la nuit lunaire – journal

TOKYO : L'atterrisseur japonais est revenu en mode veille après avoir étonnamment survécu à une nuit lunaire glaciale de deux semaines, a annoncé l'agence spatiale japonaise, avec une autre tentative pratique prévue pour la fin du mois.

L'atterrisseur intelligent d'exploration lunaire (SLIM) sans pilote a atterri en janvier sous un angle bancal qui a laissé ses panneaux solaires pointés dans la mauvaise direction.

Au fur et à mesure que l'angle du soleil changeait, il reprenait vie pendant deux jours et effectuait des observations scientifiques du cratère avec une caméra performante. Cette semaine, la sonde SLIM, qui « n'a pas été conçue pour les dures nuits lunaires », lorsque les températures descendent jusqu'à moins 133 degrés, a encore créé la surprise en se réveillant deux semaines plus tard.

« SLIM s'est rendormi au coucher du soleil juste après 3 heures du matin (heure japonaise) le 1er », a déclaré vendredi l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) sur X, anciennement connue sous le nom de Twitter, à côté d'une photo de la surface rocheuse de la lune capturée par le vaisseau spatial. Mars ». L'enquête.

« Bien que la probabilité d'échec augmente en raison des cycles de chaleur extrêmes, nous essaierons de faire fonctionner SLIM à nouveau lorsque la lumière du soleil reviendra fin mars », a déclaré l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale.

Cette annonce intervient après que l'atterrisseur américain sans pilote Odysseus soit devenu le premier vaisseau spatial privé à se rendre sur la Lune. L'atterrisseur a transmis sa dernière image jeudi avant que ses réserves d'énergie ne soient épuisées.

Le rover SLIM, surnommé « Moon Sniper » en raison de sa technique d'atterrissage précise, a atterri à l'intérieur de la zone d'atterrissage cible le 20 janvier.

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Publié dans Al-Fajr, le 3 mars 2024

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Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

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Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

sur Épisode 100 de Cette semaine dans l'espaceTarek Woroud accueille à nouveau le Dr Alan Stern du Southwest Research Institute pour partager son expérience de vol à bord d'un avion spatial privé.

Alan, planétologue et chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA vers Pluton et au-delà, effectuera un vol spatial suborbital en novembre 2023 à bord de l'avion spatial VSS Unity de Virgin Galactic. Il explique à quoi ressemble cette expérience, ce qu'elle promet pour la future science spatiale, et bien plus encore.

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Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

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Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Il y a un peu plus de cinq ans, le 22 février 2019, une sonde spatiale sans pilote était placée en orbite autour de la Lune.

Le nom de la chose Beresheet Il a été construit par SpaceIL et Israel Aerospace IndustriesIl était censé être le premier vaisseau spatial privé à effectuer un atterrissage en douceur. Parmi la cargaison de la sonde se trouvaient des tardigrades, célèbres pour leur capacité à survivre même dans les climats les plus rigoureux.

la mission Il a eu un problème depuis le débutAvec l'échec des caméras de « suivi stellaire » chargées de déterminer la direction de l'engin spatial et ainsi contrôler correctement ses moteurs. Les contraintes budgétaires ont dicté une conception raccourcie et, même si le centre de commandement a pu surmonter certains problèmes, les choses sont devenues plus difficiles le 11 avril, jour du débarquement.

En route vers la Lune, le vaisseau spatial voyageait à grande vitesse et a dû ralentir pour effectuer un atterrissage en douceur. Malheureusement, lors de la manœuvre de freinage, le gyroscope est tombé en panne, bloquant le moteur principal.

A 150 m d'altitude, Beresheet Il roulait toujours à 500 km/h, trop rapide pour être arrêté à temps. La collision a été violente puisque la sonde s'est brisée et ses restes ont été dispersés sur une distance d'une centaine de mètres. Nous le savons car le site a été photographié par le satellite LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA le 22 avril.

Des animaux capables de (presque) tout gérer

Alors qu'est-il arrivé à tardigrades Qui voyageait à bord de la sonde ? Compte tenu de leur remarquable capacité à survivre à des situations qui tueraient presque n’importe quel autre animal, est-il possible qu’ils aient pollué la Lune ? Pire encore, peuvent-ils le reproduire et le coloniser ?

Les tardigrades sont des animaux microscopiques mesurant moins d'un millimètre de long. Ils possèdent tous des cellules nerveuses, une bouche s'ouvrant au bout d'une trompe rétractable, un intestin contenant des organismes microscopiques et quatre paires de pattes non articulées terminées par des griffes, dont la plupart sont dotées d'yeux. Malgré leur petite taille, ils partagent un ancêtre commun avec les arthropodes comme les insectes et les araignées.

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La plupart des tardigrades vivent dans des milieux aquatiques, mais on peut les trouver dans n'importe quel environnement, même dans les zones urbaines. Emmanuel Delagotchercheur au Centre national de la recherche scientifique, les récolte dans les mousses et les lichens du Jardin des Plantes à Paris.

Pour être actifs, se nourrir de microalgues comme la chlorelle, et se déplacer, croître et se reproduire, les tardigrades ont besoin d'être entourés d'une couche d'eau. Ils se reproduisent de manière sexuée ou asexuée par parthénogenèse (à partir d'un œuf non fécondé) ou même par hermaphrodisme, lorsqu'un individu (ayant à la fois des gamètes mâles et femelles) s'autoféconde.

Une fois l'œuf éclos, la vie active du tardigrade dure de 3 à 30 mois. Un total de 1265 espèces ont été décritesdont deux fossiles.

Les tardigrades sont réputés pour leur résistance à des conditions qui n’existent ni sur Terre ni sur la Lune. Ils peuvent arrêter le métabolisme en perdant jusqu’à 95 % de l’eau corporelle. Certaines espèces fabriquent du sucre, le tréhalose, qui Agit comme un antigelD’autres synthétisent des protéines censées intégrer les composants cellulaires dans un réseau de « verre » amorphe qui assure la résistance et la protection de chaque cellule.

Lors de la déshydratation, le corps d'un tardigrade peut réduire de moitié sa taille normale. Les pattes disparaissent et seules les griffes restent visibles. Cet état, connu sous le nom Cryptobiosese poursuit jusqu'à ce que les conditions de vie active redeviennent favorables.

Selon le type de tardigrade, les individus ont besoin de plus ou moins de temps pour se déshydrater et tous les spécimens d'une même espèce ne sont pas capables de reprendre une vie active. Les adultes déshydratés survivent quelques minutes à des températures aussi basses que -272°C ou jusqu'à 150°C, et à long terme à des doses gamma élevées de 1 000 ou 4 400 Gy.

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En comparaison, une dose de 10 Gy est mortelle pour l’homme, et 40 à 50 000 Gy stérilisent tous types de matériaux. Cependant, quelle que soit la dose, les radiations tuent les œufs tardigrades. De plus, la protection conférée par la cryptobiose n’est pas toujours claire, comme dans le cas de Melnésium tardigradeumLes radiations affectent de la même manière les animaux actifs et déshydratés.

Les types Melnésium tardigradeum Dans son état actif. (n'importe lequel. Shukrai, Yu. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA Groehme, S. Henger et coll. (2012)., CC par)

La vie lunaire ?

Alors, qu’est-il arrivé aux tardigrades après leur collision avec la lune ? Certains d’entre eux sont-ils encore viables, enterrés sous la lune ? Le richeDes poussières allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur ?

Tout d’abord, ils doivent avoir survécu à l’impact. Tests de laboratoire Il a été démontré que des échantillons congelés de… Hypsibius Dujardini Les espèces se déplaçant à 3 000 km/h dans le vide ont subi des dommages mortels lorsqu'elles ont heurté le sable. Cependant, ils ont survécu à des impacts de 2 600 kilomètres par heure ou moins, et leurs « atterrissages durs » sur la Lune, qu’ils soient indésirables ou non, ont été beaucoup plus lents.

La surface de la Lune n’est pas protégée des particules solaires et des rayons cosmiques, notamment gamma, mais là aussi, les tardigrades seraient capables de résister.

En fait, Robert Wimmer-Schoengruber, professeur à l'Université de Kiel en Allemagne, et son équipe ont montré que… Les doses de rayons gamma frappant la surface de la Lune étaient constantes mais faibles Par rapport aux doses ci-dessus, 10 ans d’exposition aux rayons gamma lunaires équivalent à une dose totale d’environ 1 Gy.

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Mais se pose ensuite la question de la « vie » sur la Lune. L'ours d'eau devra supporter des pénuries d'eau ainsi que des températures allant de -170 à -190°C la nuit lunaire et de 100 à 120°C le jour.

Le jour ou la nuit lunaire dure longtemps, un peu moins de 15 jours terrestres. La sonde elle-même n’a pas été conçue pour résister à des conditions aussi extrêmes, et même si elle ne s’était pas écrasée, elle aurait cessé toute activité après seulement quelques jours sur Terre.

Malheureusement pour les tardigrades, ils ne peuvent pas surmonter le manque d’eau liquide, d’oxygène et de microalgues – et ne pourront jamais se réactiver, encore moins se reproduire. Leur colonisation de la Lune est donc impossible.

Cependant, des échantillons inactifs existent sur le sol lunaire, et leur présence soulève des questions éthiques, telles que : Matthieu Soie» souligne un écologiste de l'université d'Edimbourg. De plus, alors que l’exploration spatiale prend son essor dans toutes les directions, polluer d’autres planètes pourrait nous faire manquer la découverte de la vie extraterrestre.

L'auteur remercie Emmanuel Delagot et Cédric Houbas du Musée de Paris, ainsi que Robert Wimmer-Schoengruber de l'Université de Kiel, pour leur lecture critique du texte et leurs conseils.Conversation

Laurent Palkadirecteur de conférences, Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)

Cet article a été republié à partir de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le Article original.

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