Les scientifiques quantiques ont découvert un phénomène dans le bronze violet, un métal unidimensionnel, qui lui permet de basculer entre les états isolant et supraconducteur. Cette commutation, provoquée par des stimuli minimes tels que la chaleur ou la lumière, est due à une « symétrie émergente ». Cette découverte pionnière, qui a débuté avec des recherches sur la magnétorésistance du métal, pourrait conduire au développement de commutateurs parfaits dans les dispositifs quantiques, une étape potentielle dans la technologie quantique.
Les scientifiques quantiques ont découvert un phénomène dans le bronze violet qui pourrait être essentiel au développement du « commutateur parfait » dans les dispositifs quantiques qui basculent entre le rôle d’isolant et celui de supraconducteur.
Recherche menée par l’Université de Bristol et publiée dans les sciencesCes deux états électroniques opposés se trouvent dans le bronze violet, un métal unidimensionnel unique composé de chaînes d’atomes conducteurs individuels.
Par exemple, de petits changements dans un matériau, déclenchés par un petit stimulus tel que la chaleur ou la lumière, peuvent déclencher une transition instantanée d’un état isolant à conductivité nulle à un état supraconducteur à conductivité illimitée, et vice versa. Cette diversité de polarisation, connue sous le nom de « symétrie émergente », a le potentiel de fournir un parfait interrupteur marche/arrêt dans les futurs développements de la technologie quantique.
L’image montre une représentation de symétrie émergente, montrant une goutte d’eau parfaitement symétrique émergeant d’une couche de glace. En revanche, les cristaux de glace dans la neige ont une forme complexe et sont donc moins symétriques qu’une goutte d’eau. La couleur violette indique le matériau violet-bronze dans lequel ce phénomène a été découvert. Crédit : Université de Bristol
Un voyage de 13 ans
Auteur principal Nigel Hussey, professeur de physique à l’Université de Université de Bristol« C’est une découverte vraiment passionnante qui pourrait fournir une clé parfaite pour les futurs dispositifs quantiques », a-t-il déclaré.
« Ce voyage fascinant a commencé il y a 13 ans dans mon laboratoire lorsque deux doctorants, Xiaofeng Xu et Nick Wickham, ont mesuré la magnétorésistance – le changement de résistance provoqué par un champ magnétique – du bronze violet.
En l’absence de champ magnétique, la résistance du bronze violet dépendait fortement de la direction dans laquelle le courant électrique entrait. Sa dépendance à la température était également complexe. À température ambiante, la résistivité est métallique, mais à mesure que la température diminue, elle s’inverse et le matériau semble se transformer en isolant. Puis, aux températures les plus basses, la résistance diminue à nouveau à mesure qu’elle se transforme en supraconducteur. Malgré cette complexité, la magnétorésistance est étonnamment simple. C’était essentiellement le même quelle que soit la direction dans laquelle le courant ou le champ était aligné et suivait une dépendance linéaire parfaite de la température depuis la température ambiante jusqu’à la température de transition supraconductrice.
« Aucune explication cohérente n’a pu être trouvée à ce comportement déroutant, et les données sont restées dormantes et non publiées pendant les sept années suivantes. Un écart comme celui-ci est inhabituel dans la recherche quantique, même si la raison n’en est pas un manque de statistiques », a déclaré le professeur Hussey. expliqué.
« Une telle simplicité dans la réponse magnétique dissimule toujours une origine complexe, et il s’avère que sa solution potentielle ne surviendra que par une rencontre fortuite. »
Une rencontre fortuite mène à une percée
En 2017, le professeur Hussey travaillait à l’université de Radboud et a vu une annonce pour un séminaire du physicien Dr Piotr Chudzinski sur le thème du bronze violet. À l’époque, peu de chercheurs consacreraient un colloque entier à cette substance inconnue, ce qui a piqué son intérêt.
Le professeur Hussey a déclaré : « Lors du symposium, Chudzinski a suggéré que la résistance élevée pourrait être causée par une interférence entre des électrons de conduction et des particules composites insaisissables connues sous le nom d’« excitons sombres ». Nous avons discuté après le symposium et avons proposé ensemble une expérience pour tester sa théorie. les mesures ultérieures l’ont essentiellement confirmé.
Grâce à ce succès, le professeur Hussey a relancé les données de magnétorésistance de Shaw et Wakeham et les a présentées au Dr Chudzinski. Deux caractéristiques clés des données – la linéarité avec la température et l’indépendance par rapport à la direction et au champ du courant – ont intrigué Chudzinski, tout comme le fait que le même matériau peut présenter un comportement isolant et supraconducteur en fonction de sa croissance.
Le Dr Chudzinski s’est demandé si l’interaction entre les porteurs de charge et les excitons qu’il a présentée plus tôt, plutôt que de se convertir entièrement en isolants, pourrait amener les premiers à graviter vers la frontière entre les états isolant et supraconducteur à mesure que la température diminue. Aux mêmes limites, la probabilité qu’un système soit isolant ou supraconducteur est essentiellement la même.
Le professeur Hussey a déclaré : « Une telle symétrie physique est un état inhabituel, et développer une telle symétrie dans un métal à mesure que la température diminue, d’où le terme « symétrie émergente », constituerait une première mondiale. »
Les physiciens connaissent bien le phénomène de rupture de symétrie : l’abaissement de la symétrie d’un système électronique lors du refroidissement. L’arrangement complexe des molécules d’eau dans un cristal de glace est un exemple de cette symétrie brisée. Mais l’inverse est un événement extrêmement rare, pour ne pas dire unique. Pour en revenir à l’analogie eau/glace, c’est comme si, une fois la glace refroidie davantage, la complexité des cristaux de glace « fondait » à nouveau en quelque chose de cohérent et lisse comme une goutte d’eau.
La symétrie émergente : un phénomène rare
Le Dr Chudzinski, aujourd’hui chercheur à l’Université Queen’s de Belfast, a déclaré : « Imaginez un tour de magie où une forme terne et déformée se transforme en une belle sphère parfaitement symétrique. En bref, c’est l’essence de la symétrie émergente. La question est notre matière, le bronze violet, tandis que notre magicien est la nature elle-même. » .
Pour tester davantage si la théorie contient de l’eau, 100 cristaux individuels supplémentaires, certains isolants et d’autres supraconducteurs, ont été examinés par un autre doctorant, Martin Berbin, qui travaille à l’Université Radboud.
Le professeur Hussey a ajouté : « Après les efforts titanesques de Martin, l’histoire est terminée et la raison pour laquelle différents cristaux semblent avoir des états fondamentaux si complètement différents devient claire. En regardant vers l’avenir, il sera peut-être possible d’exploiter cette « nouveauté » pour créer des commutateurs dans circuits quantiques où de petits stimuli déclenchent des changements profonds et de grande ampleur dans la résistance de commutation.
Référence : « Symétrie émergente dans un supraconducteur de faible dimension sur le bord de Mottness » par P. Chudzinski, M. Berben, Xiaofeng Xu, N. Wakeham, B. Bernáth, C. Duffy, R. D. H. Hinlopen, Yu-Te Hsu, S. Weidman, B. Tinnemans, Rongying Jin, M. Greenblatt, NE Hussey, 16 novembre 2023, les sciences. est ce que je: 10.1126/science.abp8948
Les archéologues ont récemment découvert plusieurs monuments préhistoriques dans le sud-est de l’Irlande. Cette découverte comble les lacunes d’une grande période de l’histoire qui reste inexpliquée.
De nouvelles découvertes faites dans la région de Baltinglass, dans le comté de Wicklow, ont remis en question les hypothèses antérieures sur l’histoire de la région et les pratiques spirituelles et sociales du début du Néolithique et de l’âge du bronze.
Jusqu’à présent, il y avait peu de preuves de vie dans la région au cours de la période du Néolithique moyen, qui s’étend sur 2 000 ans, entre le Néolithique ancien et l’âge du bronze.
Les archéologues ont utilisé le LiDAR, ou Light Detection and Ranging, une méthode de télédétection utilisant des lasers pulsés pour mesurer les distances jusqu’au sol. La précision du LiDAR a permis aux experts de voir des paysages cachés que la technologie précédente ne pouvait pas détecter.
L’étude a été dirigée par le Dr James O’Driscoll de l’Université d’Aberdeen. Une étude de haute technologie du terrain a permis de découvrir cinq ruines du Néolithique moyen – des espaces longs et étroits dans la terre qui auraient servi de sorte de chemin.
La plupart de ces cinq îles mesurent entre 492 et 656 pieds, mais la plus grande s’étend sur environ 1 312 pieds, selon l’étude. Les « chemins » sont entourés de talus ou de fossés, et sont creusés à la main à l’aide de pelles en bois.
D’après les connaissances actuelles sur cette période, on pense qu’il est associé à des structures funéraires qui suivent les mouvements du soleil. Le Dr O’Driscoll considère cet alignement comme le symbole de la transition du défunt – de la vie à la mort, puis à la réincarnation. Les passages aidaient les morts à faire leur voyage vers l’au-delà.
L’étude émet également l’hypothèse qu’il aurait pu être utilisé comme itinéraire pour un cortège « funéraire ».
Sans LiDAR, les ruines auraient probablement été perdues à jamais dans l’histoire, car des années d’activité agricole les ont cachées sous la surface.
Cette découverte nous offre également un nouvel aperçu de la région autour de Co Wicklow et nous permet de mieux comprendre à quoi ressemblait la communauté à cette époque.
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La porte d’entrée vers le monde souterrain, un immense trou dans le permafrost sibérien, s’agrandit de 35 millions de pieds cubes (millions de mètres cubes) chaque année à mesure que le sol gelé fond, selon une nouvelle étude.
Le cratère, officiellement connu sous le nom de cratère Batagai (également orthographié Patagayka) ou de cratère colossal, présente une falaise arrondie qui a été repérée pour la première fois sur des images satellite en 1991 après l’effondrement d’une partie de la crête des hautes terres de Yana, dans le nord de la Yakoutie, en Russie. Cet effondrement a exposé des couches de pergélisol dans la partie restante de la crête qui existait autrefois. Gelé jusqu’à 650 mille ans — Le pergélisol le plus ancien de Sibérie et le deuxième plus ancien du monde.
De nouvelles recherches suggèrent que l’immense falaise de Patagai, ou mur de tête, recule à un rythme de 40 pieds (12 mètres) par an en raison du dégel du pergélisol. La partie effondrée du flanc de la colline, qui plongeait à 180 pieds (55 m) sous le mur de tête, a également rapidement fondu et coulé en conséquence.
De nouvelles recherches suggèrent que le cratère Batagai, ou affaissement massif, en Sibérie, augmente de façon stupéfiante chaque année. (Crédit image : Padi Prints/Troy TV Stock via Alamy)
« Les caractéristiques du dégel rapide du pergélisol sont répandues Une augmentation a été observée dans l’Arctique L’équipe de recherche a écrit dans une étude publiée en ligne le 31 mars dans la revue : Géomorphologie. Cependant, la quantité de glace et de sédiments perdue à la suite de l’effondrement massif de Patagai est « exceptionnellement élevée » en raison de la taille massive de la dépression, qui s’étendait sur 3 250 pieds (990 mètres) de large en 2023.
à propos de: La fonte du pergélisol arctique peut libérer du radon radioactif cancérigène
La falaise massive mesurait 2 600 pieds (790 m) de large en 2014, ce qui signifie qu’elle a augmenté sa largeur de 660 pieds (200 m) en moins de 10 ans. Des chercheurs Je savais déjà qu’elle grandissaitMais c’est la première fois qu’ils mesurent le volume de matière fondue s’écoulant du trou. Pour ce faire, ils ont examiné des images satellite, des mesures sur le terrain et des données de tests en laboratoire sur des échantillons de Batagai.
Les résultats ont indiqué qu’une zone de glace et de sédiments équivalente à plus de 14 grandes pyramides de Gizeh avait fondu à cause de l’effondrement massif survenu depuis son effondrement. Le taux de dissolution est resté relativement constant au cours de la dernière décennie et s’est produit principalement le long de la paroi verticale sur les bords ouest, sud et sud-est du cratère.
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Le méga-effondrement de Patagai « se développe toujours activement », mais il y a une limite à son extension, ont écrit les chercheurs dans l’étude. Le pergélisol restant à l’intérieur du trou n’a que quelques pieds d’épaisseur, donc « la possibilité d’aller plus profondément a déjà été épuisée en raison de la géologie sous-jacente ».
La découverte des plus grandes empreintes de dinosaures tyrannosaures connues au monde sur le site de Longxiang à Longyan, dans la province du Fujian (est de la Chine), a conduit à la création d’une nouvelle espèce raciale appelée Fujianipus yingliangi. (Photo/Service de presse chinois)
Lundi matin, une équipe de scientifiques de l’Université chinoise des géosciences de Pékin et du Musée d’histoire naturelle paléolithique de Yingliang a annoncé la découverte des plus grandes empreintes de déinonychosaures connues au monde sur le site de Longxiang à Longyan, dans la province du Fujian (est de la Chine), établissant ainsi une nouvelle espèce. de dinosaure. Son nom est Foganibus Yinglianji.
Les déinonychosaures étaient un groupe de dinosaures théropodes carnivores ou omnivores qui vivaient de la fin du Jurassique au Crétacé. Les membres célèbres de ce groupe incluent Velociraptor et Deinonychus, qui sont apparus dans les films Jurassic Park.
L’article connexe, intitulé « Les pistes de Deinonychosaurus dans le sud-est de la Chine enregistrent un possible troodontidé géant », a été publié dans la revue universitaire iScience, une sous-revue de Cell, en avril.
En 2020, une équipe de scientifiques a découvert un total de 248 ensembles d’empreintes de dinosaures bien préservées dans les vasières du comté de Longyan. Parmi elles, il y avait 12 empreintes de dinosaures à deux doigts, qui peuvent être clairement divisées en deux types. Basé sur la taille et la morphologie.
Les traces plus petites, d’environ 11 cm de long, ont été identifiées comme des Velociraptorichnus, des empreintes appartenant à une créature qui pourrait ressembler à un Velociraptor. Les traces les plus grandes, d’environ 36 centimètres de long, sont celles de l’ichnotaxon fondateur Fujianipus yingliangi. Sur la base de la taille des traces, on estime que Fujianibus mesurait au moins 5 mètres de long et une hauteur de hanches supérieure à 1,8 mètre, ce qui en fait l’un des plus grands oiseaux de proie connus.
Alors que de nombreux dinosaures déinonychosauridés étaient petits, l’évolution des grands dinosaures n’était pas rare et s’est produite indépendamment à plusieurs reprises. « Les empreintes du Fujianibus représentent un autre exemple de gigantisme indépendant chez les dinosaures en dehors des Amériques », a déclaré Niu Kitching, conservateur exécutif du musée.
Les dinosaures étaient décorés de plumes. Ils avaient quatre griffes à chaque pied. La première griffe de chaque pied était petite et placée à l’écart du pied principal. Le deuxième orteil du pied arrière portait de grandes griffes en forme de faucille, qui étaient généralement levées vers le haut pendant le mouvement, laissant derrière elles des empreintes à deux doigts laissées sur le sol par les troisième et quatrième orteils.
Selon Xing Lida, l’un des auteurs de la recherche, ils ont trouvé un total de six empreintes de deux doigts, cinq empreintes formant une trace. La longueur moyenne des empreintes est d’environ 36,4 cm et sa largeur est de 16,9 cm.
Ces empreintes, les plus grandes empreintes de dinosaures jamais trouvées en Chine et même dans le monde, appartenaient très probablement à un grand dinosaure théropode, peut-être un type de grand droméosaurien, a déclaré Xing.
Pour leurs recherches, l’équipe de recherche a créé une nouvelle classification des empreintes digitales. Pour rendre hommage aux contributions exceptionnelles du Musée d’histoire naturelle de la pierre de Yingliang à la recherche sur les dinosaures dans le Fujian, ils ont nommé ce type d’empreinte Fujianibus yingliangi.
Niu a souligné que la désignation officielle de la collection d’empreintes de dinosaures de Longxiang dans le Fujian lui confère une véritable « identité scientifique » en tant que collection d’empreintes de dinosaures du Crétacé supérieur la mieux préservée, la plus grande et la plus diversifiée découverte en Chine à ce jour.
Cette découverte démontre également l’énorme potentiel de recherche du groupe d’empreintes de dinosaures de Longxiang dans le Fujian et revêt une grande importance pour l’étude de la faune des dinosaures du Crétacé supérieur en Chine, a ajouté Niu.
