science
L’étrange prédiction d’un physicien des particules de 67 ans a finalement été confirmée
Les chercheurs ont découvert Devil Pines, une collection d’électrons dans un métal qui se comporte comme une onde sans masse. Crédit : Grainger College of Engineering, Université de l’Illinois à Urbana-Champaign
Soixante-sept ans après la prédiction théorique de David Baines, l’insaisissable particule du « diable », une entité sans masse et neutre dans les solides, a été découverte dans les ruthénates de strontium, soulignant la valeur des approches de recherche innovantes.
En 1956, le physicien théoricien David Baines prédit que les électrons présents dans la matière solide pourraient faire quelque chose d’étrange. Bien que les électrons aient généralement une masse et une charge électrique, Baines a affirmé qu’ils peuvent se combiner pour former une particule composée sans masse, neutre et n’interagissant pas avec la lumière. Il a appelé cette particule théorique le « Satan ». Depuis lors, on a émis l’hypothèse qu’il jouait un rôle important dans le comportement d’une grande variété de minéraux. Malheureusement, les mêmes caractéristiques qui le rendent si intéressant lui ont permis d’échapper à la détection alors qu’il s’y attendait.
Après 67 ans, une équipe de recherche dirigée par Peter Abamonte, professeur de physique à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign (UIUC), a enfin découvert l’insaisissable Diable des Pins. Les chercheurs ont également rapporté dans la revue natureIls ont utilisé une technique expérimentale non standard qui excite directement les modèles électroniques de la matière, leur permettant de voir la signature du diable dans le ruthénate de strontium.
« Les diables ont fait l’objet de spéculations théoriques depuis longtemps, mais ils n’ont jamais été étudiés par les empiristes », a déclaré Abamonte. « En fait, nous ne le cherchions même pas. Mais il s’est avéré que nous faisions exactement la bonne chose et nous l’avons trouvé. »
Satan est insaisissable
L’une des découvertes les plus importantes de la physique de la matière condensée est que les électrons perdent leur individualité dans les solides. Les interactions électriques amènent les électrons à se combiner pour former des unités collectives. Avec suffisamment d’énergie, les électrons peuvent former des particules complexes appelées plasmons avec une nouvelle charge et une nouvelle masse déterminées par des interactions électriques fondamentales. Cependant, la masse est généralement trop importante pour que les plasmons puissent se former avec les énergies disponibles à température ambiante.
Baines a trouvé une exception. Si un solide contient des électrons dans plus d’une bande d’énergie, comme c’est le cas pour de nombreux métaux, il a fait valoir que leurs plasmons peuvent se combiner selon un motif déphasé pour former un nouveau plasmon neutre, sans masse : un démon. Puisque les démons n’ont pas de masse, ils peuvent se former avec n’importe quelle énergie et peuvent donc exister à toutes températures. Cela a conduit à spéculer sur leur effet important sur le comportement des minéraux multi-échelles.
La neutralité des démons signifie qu’ils ne laissent aucune signature dans les expériences standards sur la matière condensée. « La grande majorité des expériences sont réalisées en utilisant la lumière et en mesurant les propriétés optiques, mais étant électriquement neutre, les démons n’interagissent pas avec la lumière », a déclaré Abbamonte. « Un type d’expérience complètement différent était nécessaire. »
Une découverte inattendue
Abbamonte rappelle que lui et ses collaborateurs étudiaient la ruthénite de strontium pour une raison sans rapport : le métal est un supraconducteur à haute température sans pour autant être un supraconducteur. Dans l’espoir de trouver des indices sur la raison pour laquelle ce phénomène se produit dans d’autres systèmes, ils ont mené la première étude des propriétés électroniques du métal.
Le groupe de recherche dirigé par Yoshi Maeno, professeur de physique à l’Université de Kyoto, a collecté des échantillons de haute qualité du métal qu’Abamonte et l’ancien étudiant diplômé Ali Hussein ont examinés en utilisant la spectroscopie de perte d’énergie électronique résolue en impulsion. Il s’agit d’une technique non standard qui utilise l’énergie des électrons libérés dans le métal pour observer directement les propriétés du minéral, y compris les plasmons qui se forment. En examinant les données, les chercheurs ont découvert quelque chose d’inhabituel : un mode électronique sans masse.
« Au début, nous n’avions aucune idée de ce que c’était », se souvient Hussain, aujourd’hui chercheur scientifique à Quantinum. Les démons ne font pas partie du courant dominant. Cette possibilité est apparue très tôt et nous en avons fondamentalement ri. Cependant, à mesure que nous commencions à exclure cette hypothèse, nous avons commencé à soupçonner que nous avions réellement trouvé Satan.
Edwin Huang, chercheur postdoctoral à l’UIUC et théoricien de la matière condensée, a finalement été invité à calculer les caractéristiques de la structure électronique de la ruthénite de strontium. « La prédiction de Baines sur l’existence de démons implique des conditions assez spécifiques, et personne ne savait clairement si la ruthénite de strontium devait avoir un démon », a-t-il déclaré. « Nous avons dû effectuer un calcul microscopique pour montrer ce qui se passait. Lorsque nous l’avons fait, nous avons trouvé une particule constituée de deux bandes d’électrons qui oscillent déphasées à peu près de la même manière, comme l’a décrit Baines.
hasard de recherche
Selon Abbamont, ce n’est pas un hasard si son groupe a découvert Satan « par accident ». Il a affirmé que lui et son groupe utilisaient une technique peu utilisée sur un matériel qui n’avait pas été bien étudié. On pense que leur découverte de quelque chose d’inattendu et d’important est le résultat d’une tentative différente, et non seulement de la chance.
« Il parle de l’importance de simplement mesurer les choses », a-t-il déclaré. « La plupart des grandes découvertes ne sont pas planifiées. Allez trouver un nouvel endroit et voyez ce qu’il y a là-bas. »
Référence : « Notez les Demon Pines comme plasmon acoustique 3D dans Sr2RuO4Écrit par Ali A. Hussain, Edwin W. Huang, Matthew Mitrano, Melinda S. Rack, Samantha I. Rubik, Ziofi Gu, Hongbin Yang, Chanchal Su, Yoshiteru Maino, Bruno Ochoa, Tai Si Chiang, Philip E. Batson, Philip W. Phillips et Peter Abamonte, 9 août 2023, disponible ici. nature.
est ce que je: 10.1038/s41586-023-06318-8
Abamonte est membre du Laboratoire de recherche sur les matériaux de l’UIUC. Huang est membre de l’Institut de théorie de la matière condensée de l’UIUC.
Les professeurs Philip Phillips de l’UIUC, Matteo Mitrano de l’Université Harvard, Bruno Ochoa de l’Université d’Oklahoma et Philip Paston de l’Université Rutgers ont contribué à ces travaux.
Le soutien a été fourni par le Département américain de l’énergie, l’Association japonaise pour l’avancement de la science, la National Science Foundation et la Fondation Gordon et Betty Moore.
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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