épigénétique

De la biologie quantique dans la photosynthèse ? La biologie actuelle en est-elle au stade où était la physique classique avant la découverte de la physique quantique ? Certains le soupçonnent depuis quelques années, et une publication récente dans Nature Communications vient d'apporter de l'eau à leur moulin. Il y aurait bien des processus quantiques derrière l'efficacité de la photosynthèse.

(On note Ψ la fameuse fonction d'onde décrivant les amplitudes de probabilité en mécanique quantique depuis les travaux de Schrödinger sur sa célèbre équation. On a de nouvelles raisons de penser que la vie exploite les lois de la mécanique quantique pour rendre certains processus plus efficaces, en particulier la photosynthèse. © Engel Group, University of Chicago - En commentaire de la photo d'une feuille au soleil)

C'est un fait bien établi que l'existence des atomes, des molécules et des liaisons chimiques ne sont pas compréhensibles en dehors des lois de la mécanique quantique. En ce sens, la physique et la chimie d'un bloc de métal ou d'une cellule sont quantiques. Mais on sait bien que le comportement de ces objets ne manifeste pas directement la nature quantique de la matière, ils font partie du monde de la physique classique. Cependant, certains phénomènes comme la supraconductivité ou la superfluidité débordent du domaine quantique d'ordinaire réservé à la microphysique pour entrer dans le monde à notre échelle. Lorsque la nécessité de la physique quantique s'est révélée aux physiciens explorant la matière et la lumière, ce fut essentiellement avec deux phénomènes qui semblaient au départ être de simples anomalies bien localisées dans l'univers de la physique classique : le rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique. Nous savons aujourd'hui qu'ils étaient la pointe émergée du monde quantique et que, fondamentalement, le réel est fort différent de la vision du monde bâtie par les fondateurs de la science classique comme Galilée, Descartes et Newton.

La biologie quantique pour expliquer la photosynthèse
De nos jours, les biologistes qui réfléchissent sur le fonctionnement des cellules, de l'ADN ou des neurones considèrent que ces objets sont majoritairement décrits par les lois de la physique classique. Il n'est pas nécessaire d'utiliser l'équation de Schrödinger ou les amplitudes de probabilités qu'elle gouverne pour comprendre l'origine de la vie, les mutations, l'évolution ou l'apparition de la conscience dans un cerveau. Pourtant, ces dernières années, quelques résultats expérimentaux en biologie, notamment sur la photosynthèse, semblaient défier les lois de la physique classique.

Il était et il est encore bien trop tôt pour savoir si la photosynthèse finira par être, pour une éventuelle biologie quantique, ce que le rayonnement du corps noir a été pour la physique quantique. Toutefois, Alexandra Olaya-Castro et Edward O'Reilly, des chercheurs du célèbre University College de Londres, viennent de publier dans Nature Communications un article, également disponible en accès libre sur arxiv, dans lequel ils affirment que des macromolécules biologiques utilisent bel et bien des processus quantiques pour effectuer de la photosynthèse. Jusqu'à présent, le doute planait sur l'inadéquation des processus classiques pour décrire le comportement de chromophores attachés à des protéines qu'utilisent les cellules végétales pour capter et transporter l'énergie lumineuse.

Selon les deux physiciens, certains des états de vibrations moléculaires des chromophores facilitent le transfert d'énergie lors du processus de photosynthèse et contribuent à son efficacité. Ainsi, lorsque deux chromophores vibrent, il arrive que certaines énergies associées à ces vibrations collectives des deux molécules soient telles qu'elles correspondent à des transitions entre deux niveaux d'énergie électronique des molécules. Un phénomène de résonance se produit et un transfert d'énergie en découle entre les deux chromophores.

Distributions de probabilités quantiques négatives
Or, si le processus était purement classique, les mouvements et les positions des atomes dans les chromophores seraient toujours décrits par des distributions de probabilités positives. Alexandra Olaya-Castro et Edward O'Reilly ont découvert qu'il fallait employer des distributions négatives. C'est une signature indiscutable de l'occurrence de processus quantiques. Mieux, il s'agit dans le cas présent de la manifestation d'une superposition d'états quantiques à température ambiante assistant un transfert cohérent d'énergie. On retrouve ces vibrations collectives de macromolécules dans d'autres processus biologiques comme le transfert d'électrons dans les centres de réaction des systèmes photosynthétiques, le changement de structure d'un chromophore lors de l'absorption de photons (comme dans les phénomènes associés à la vision). Selon les chercheurs, il est donc plausible que des phénomènes quantiques assistant des processus biologiques que l'on croyait classiques soient assez répandus. Si tel est le cas, on peut s'attendre à découvrir d'autres manifestations hautement non triviales de la mécanique quantique en biologie. Cela n'aurait certainement pas surpris Werner Heisenberg, et encore moins Niels Bohr qui, il y a déjà plus de 60 ans, prédisaient que l'on pourrait bien rencontrer des limites de la physique classique avec les systèmes vivants.

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/. Laurent Sacco. 20- 01-2014

[ biophysique ]

syndrome cognitif

Dans un de ses cours consacrés aux mécanismes cérébraux impliqués dans la lecture, Stanislas Dehaene, professeur au Collège de France, citait cet extrait de Feu pâle, de Vladimir Nabokov : "Nous sommes absurdement accoutumés au miracle de quelques signes écrits capables de contenir une imagerie immortelle, des tours de pensée, des mondes nouveaux avec des personnes vivantes qui parlent, pleurent, rient. (…) Et si un jour nous allions nous réveiller, tous autant que nous sommes, et nous trouver dans l’impossibilité absolue de lire ?"

Comme c'est en général la règle dans les études de cas, on n'aura que ses initiales. Institutrice américaine de quarante ans, M. P. a eu la douleur de faire de l'hypothèse de Nabokov sa réalité. Racontée le 7 janvier dans la revue Neurology, son histoire commence un jeudi d'octobre 2012, en classe, devant ses jeunes élèves de maternelle. Comme tous les matins, l'enseignante doit faire l'appel. Mais à sa grande surprise, la liste de présence dont elle se sert tous les jours est couverte de signes mystérieux auxquels elle ne comprend goutte. Ainsi qu'elle se le rappelle, la feuille "aurait pu aussi bien être couverte de hiéroglyphes". Les notes qu'elle a préparées pour faire sa classe s'avèrent elles aussi incompréhensibles... M. P. rentre chez elle ce jeudi et, au cours des 48 heures qui suivent, elle éprouve de nouvelles difficultés : elle a du mal à trouver ses mots et sa réflexion est ralentie. Le samedi, sa mère l'emmène aux urgences.

C'est un accident vasculaire cérébral (AVC) qui a causé tout cela. M. P. ne s'est rendue compte de rien mais, dans son cerveau, une petite zone située dans la région occipito-temporale gauche s'est déconnectée et elle restera hors service toute sa vie. On la connaît sous le nom d'aire de la forme visuelle des mots (AFVM) et c'est elle qui est responsable de l'identification visuelle de l'écrit. Cette désactivation n'interrompt pas l'accès au reste des aires cérébrales impliquées dans le langage. M. P. comprend ce qu'on lui dit, parle normalement mais elle ne peut plus lire. En revanche, elle sait toujours écrire ! Les neuroscientifiques parlent d'alexie (incapacité à lire) sans agraphie (incapacité à écrire) ou bien d'alexie pure. Les cas sont très rares et le premier que la littérature scientifique recense est un cas français, décrit en 1892 par le neurologue Jules Dejerine.

M. P. croit d'abord que la zone lésée s'est juste remise à zéro et qu'avec les outils qu'elle connaît bien, elle va pouvoir réapprendre à lire. Et elle ne veut pas laisser sa passion pour les mots écrits s'envoler sans se battre. Mais la porte est fermée et pour de bon : M. P. ne peut pas faire du "b-a ba", tout simplement parce qu'elle ne "voit" ni les "b", ni les "a". Le message que ses yeux lui envoient à la vue des lettres arrive bien à son cerveau mais il ne passe pas la douane des mots. Toutefois, M. P. est tenace. Elle s'aperçoit qu'un autre sens que la vue peut venir à sa rescousse et c'est probablement ce qui fait la beauté de son cas, si l'on met de côté l'ironie cruelle qu'il y a à voir une spécialiste de l'apprentissage de la lecture frappée d'alexie.

Sa roue de secours, M. P. va la trouver dans... le geste. Ses yeux ne lui sont pas d'une grande aide mais sa main a encore la mémoire des lettres tracées. En voyant un mot, l'enseignante ne reconnaît pas la première de ses lettres. Alors, elle se met à dessiner avec le doigt toutes les lettres de l'alphabet, jusqu'à ce qu'elle arrive à celle dont elle voit la forme sans savoir le nom. L'exemple donné dans l'étude est celui du mot "mother" (mère en anglais). M. P. utilise son astuce pour les trois premières lettres, "m", "o" et "t", puis elle complète le mot d'elle-même. Les auteurs de l'article précisent d'ailleurs que, dans son travail de rééducation, M. P. a de vagues réminiscences à la vue de certains mots, des "émotions qui semblent appropriées". Ainsi, à la vue du mot "dessert", elle s'exclame : "Oh, j'aime ça !" En revanche, en voyant le mot "asperge", elle explique ne pas vouloir le déchiffrer car quelque chose en lui la dérange.

Malgré tous ses efforts, malgré la "béquille" qu'elle a trouvée pour déchiffrer, très laborieusement, quelques mots, M. P. ne relira plus jamais de manière automatique et fluide. Elle a dû abandonner son métier et travaille désormais à l'accueil d'un centre sportif. Lire une histoire aux enfants, comme elle le faisait dans sa classe, est la chose qui lui manque le plus, plus encore que dévorer un ouvrage pour elle-même. Et elle a l'intention d'écrire les mémoires d'une institutrice qui ne sait plus lire.

Auteur: Barthélémy Pierre

Info: 9 janvier 2014, sur son blog. Le cas décrit ici est très similaire à celui d'Howard Engel

[ altération mentale ]

christianisme-protestantisme

Luther n’était pas encore Luther, déjà il abhorrait, nous l’avons vu, dans l’auteur de l’Enchiridion l’intelligence claire qui se glorifie de sa clarté, la raison ennemie du mystère et de toutes ces choses obscures que perçoit l’intuition. Il a dit un jour un mot saisissant, qu’on trouve dans le recueil de Cordatus [Tischreden, W., III, p. 264, no 3316]. Il date du printemps de 1533 : "Il n’est pas d’article de foi, si bien confirmé soit-il par l’Évangile, dont ne sache se moquer un Érasme, je veux dire la Raison". — Ab Erasmo, id est a ratione ; voilà le secret d’une haine atroce, d’une de ces haines recuites et hallucinantes dont les hommes de Dieu ont le secret : cette haine du péché incarné dans le voisin et qui conduit jusqu’aux vœux homicides. En ces années-là, les recueils de Tischreden le prouvent surabondamment : Luther radotait de fureur contre Érasme. Et qu’il ait consenti, lui qu’aucune considération ne savait retenir quand un flot de sang lui montait du cœur au cerveau, qu’il ait consenti pendant tant et tant de mois à tenir presque cachée cette haine furieuse ; qu’en avril 1524 encore, il ait écrit "au roi de l’amphibologie", à ce "serpent", une longue lettre pour lui mettre une dernière fois le marché en mains : "Ne publie pas de livre contre moi, je n’en publierai pas contre toi" — en vérité, parmi tous les hommages qu’a reçus de son vivant le grand humaniste, je n’en sais pas de plus beau et, venant d’un tel ennemi, si fort de son triomphe, qui trahisse plus d’involontaire respect.

Mais enfin, il fallut bien que le duel s’engageât ? Ce fut Érasme qui le premier croisa le fer. Ce fut lui, pour des raisons aujourd’hui bien connues, qui publia le 1er septembre 1524 sa fameuse diatribe sur le libre arbitre. Le choix seul du sujet témoignait, une fois de plus, de sa haute et vive intelligence critique. Luther ne s’y trompa point. Il tint à le proclamer très haut dans les premières lignes de sa réplique [W., XVIII, p. 602] : "Toi, tu ne me fatigues pas avec des chicanes à côté, sur la papauté, le purgatoire, les indulgences et autres niaiseries qui leur servent à me harceler. Seul tu as saisi le nœud, tu as mordu à la gorge. Merci, Érasme !" Cette réplique de Luther, son traité Du serf arbitre, ne parut du reste qu’à l’extrême fin de 1525, le 31 décembre. Et c’est seulement en septembre de la même année, un an après l’attaque, que Luther se mit à la composer. L’adversaire était redoutable et si intrépide fût-on, on ne pouvait pas ne pas être intimidé à la pensée de l’affronter. Mais, dès que Luther se fut décidé à écrire, la pensée coula avec une force, une abondance, une violence irrésistibles. C’est que, ce qui était en jeu, c’était toute sa conception de la religion.

On l’a bien dit : au lieu d’intituler leurs deux écrits Du libre arbitre et Du serf arbitre, les deux antagonistes auraient pu leur donner ces titres : De la religion naturelle et De la religion surnaturelle. Entre l’omnipotence de Dieu et l’initiative de l’homme, libre à un semi-rationaliste comme Érasme de négocier un compromis et d’accepter sans émoi que soit battu en brèche ce sentiment véhément de la toute-puissance irrationnelle de Dieu en qui Luther voyait, lui, l’unique, l’indispensable garant de sa certitude subjective du salut. L’auteur du Serf arbitre ne pouvait s’attarder à semblables besognes. Ne voyant pas le moyen de concilier avec l’affirmation du libre arbitre sa foi personnelle dans la toute-puissance absolue de Dieu ; se révoltant à l’idée que la volonté humaine pût limiter en quoi que ce soit la volonté divine et la supplanter — par une démarche conforme à son génie, il se porta d’un coup aux extrêmes. Il nia le libre arbitre purement et simplement. Il proclama, une fois de plus, que tout ce qui arrivait à l’homme, y compris son salut, n’était que l’effet de cette cause absolue et souveraine, à l’action irrésistible et continue : Dieu, le Dieu "qui opère tout en tous". Et ce n’était pas là, pour Luther, une thèse philosophique, étayée d’arguments rationnels, mais le cri spontané d’un croyant qui confessait sa foi "à pleine bouche et sans mettre une feuille devant" ; c’était la protestation passionnée d’un chrétien "qui ne voulait pas vendre son cher petit Jésus" et qui, toujours prisonnier de ses expériences, ayant toujours à l’esprit "ces angoisses spirituelles et ces naissances divines, ces morts et ces enfers" à travers quoi il avait cherché et trouvé son Dieu, ne rencontrait la paix libératrice que dans l’abandon total, l’abdication sans réserves de sa volonté propre entre les mains du guide souverain.

Auteur: Febvre Lucien

Info: Un destin : Martin Luther, PUF, 1968, pages 172-173

[ théologie ] [ opposition ] [ différence ]

tétravalence

J'ai toujours aimé Céline, sa créativité sous forme de rage impuissante. Il se lâche, se défrustre... vitupère...  Tu vis tu perds !

En défendant toutes griffes dehors son indépendance, positionné avec le petit peuple, Céline se retouve automatiquement du "bon côté", celui des prolétaires de son époque, ceux au front de la vie, qui prennent sur eux, empathiques et solidaires... qui font que le monde fonctionne. Créatifs pragmatiques issus du terrain. Comme lui. 

Ceci - par contraste - avec Proust le fortuné, qui péta dans la soie sa vie durant pour finalement nous gratifier du grand art de ses phrases interminables. 

En collant à un binarisme littéraire de ce genre les choses sont tranchées ; les prolos directs et agissants du bas représentent l'envers de nantis souvent spécialistes en délicatesses, théoriciens "hors-sol", en général issus du haut, affiliés aux pouvoirs, c'est à dire à l'argent et ses influences. Théoriciens qui auront quasi toujours raison au sens où la raison parle d'un point de vue supérieur, celui où on influence les éducations, le politiquement correct, le langage, etc. Là où toute stratégie digne de ce nom se fait, où les orientations du monde se décident depuis toujours. Lieux du pouvoir. Et le pouvoir humain est un positionnement doté d'un défaut majeur : sa propension à l'autoconservation, souvent "à tout prix". Ainsi de la démocratie, même s'il faut reconnaitre que cette dernière apparait à ce jour comme le moins mauvais système, surtout une démocratie directe dotée d'une presse libre, c'est à dire d'un médium qui fait office de contrepouvoir. 

On verra donc les milieux dirigeants  développer certaines formulations "pour se défendre des prolos". Par exemple, si on en vient à se demander comment anticiper le monde de demain : comment canaliser les énergies vers des activités nouvelles, déplacer les pôles de lutte. Comment savoir et apprendre à passer le temps intelligemment ? Comment arriver à gérer l'humain tel le simple artefact de l'environnement qu'il est - sans basculer dans la barbarie ? Comment abandonner l'impasse matérialiste sans que les individus s'abatardissent ? Tout en conservant un moteur, propre à chacun, moteur que les publicités clinquantes ont désormais orienté vers le confort individuel, les "apparences" du bonheur et autres jalousies subséquentes ? 

Questionnements souvent présentés ainsi par les gens du haut : "Ces réflexions et idées complexes peuvent-elles se concevoir depuis un environnement où on lutte sans cesse, sous pression de la réalité, des lendemains difficiles et des flux tendus du monde post-industriel ?". Sous entendu : venant des gens du bas.  

Alors que la question est la même pour tous : Comment réorienter le capitalisme qui produit du superflu après avoir créé le besoin en stimulant de simples et compulsifs réflexes d'accumulation, (bien naturel pour une survie de base, celle qui permet de passer l'hiver par exemple). Socio-capitalisme post-industriel qui a aussi "donné des habitudes" aux gens, des envies... voyages exotiques... Confort minimum... Etat providence.

C'est donc au travers de ce très franco-français exemple de dualité "Proust-Céline" que nous voudrions indiquer que le binarisme humain apparait comme une fondation logique peu capable de gérer ne seraient que les complexités qui s'entrelacent et se développent à partir des quelques données qui précèdent. 

Autre exemple : comment peut-on être assez imbu de certitude pour proférer une phrase comme "La religion est une erreur criminelle et la foi une insulte à l'intelligence." alors que tout démontre que nous ne savons rien à ce sujet ?. Inconnaissance probablement renforcée par un savoir anthropocentré qui ressemble de plus en plus à la stupidité d'une espèce égoïste parce qu'asymbiotique, vu qu'elle ne sait pas interagir sagement avec son environnement. 

Tenez : les fourmis coupeuses de feuilles (du genre Atta) utilisent couramment des antibiotiques pour protéger leurs cultures de champignons. Elles le font de façon tellement sage et modérée que depuis les quelques 50 millions d'années qu'elles utilisent cette méthode aucune résistance aux antibiotiques n'est apparue chez les parasites qu'elles combattent ! Et nous, humains impatients, nous retrouvons, au bout de quelques années de leur utilisation avec des maladies nosocomiales quasi incurables dans nos centres de soins spécialisés !

Ici on dirait que la nature nous parle. Les mécanismes que dévoile petit à petit l'épigénétique semblent bien s'articuler autour d'un incessant et éternel dialogue des forces fondamentales impliquées dans notre univers Gaïa. Forces qui s'articulent entre autres sur la souplesse adaptative offerte par les possibilités combinatoires du carbone sur lesquelles s'est développée la vie telle que nous la connaissons. 

Faut-il s'en inspirer pour aller au-delà de cette dualité simpliste, celle qui nous a amené là où nous sommes en début de 3e millénaire. Faut-il  maintenant mettre en place une nouvelle logique opérante ? Une logique indépendante de son propre langage ?

Auteur: Mg

Info: 30 janv 2022, suivant une idée amenée par JP Petit, prétendument issue des récits ummites

[ interrogation ] [ prospective ]

docteur

Je l'ai [Dr Paul Carton] rencontré, une fois. Jeune père, je ne comprenais pas pourquoi mes deux enfants (dix-huit mois et six mois) ne sortaient d'une otite que pour entrer dans une rhinopharyngite ou vice versa. Ils étaient surveillés par un excellent pédiatre dont nous suivions méticuleusement les conseils alimentaires. Et ils continuaient d'être malades et de souffrir. C'est à cette époque que je perdis le sommeil. Je guettais dans la nuit le premier pleur de ma fille ou de mon fils. Je sautais aussitôt hors du lit pour prendre mon bébé dans les bras, le bercer, lui parler doucement, essayer de le calmer et de le distraire de son mal. Il continuait de pleurer en frottant son oreille de son petit poing fermé. La souffrance d'un enfant est horrible. Il ne sait pas, il ne comprend pas, il subit cette chose atroce qui s'est installée en lui et le déchire, et les parents ne peuvent rien faire pour le soulager. J'aurais voulu prendre son mal, souffrir de la tête aux pieds pourvu qu'il fût délivré. Mais ce genre de substitution ne fonctionne pas. C'est dommage.

Ma femme me relayait jusqu'à ce que, épuisés tous les trois, nous sombrions dans le sommeil. D'où nous tirait une nouvelle morsure de la bête tapie dans la petite tête, et le cri stupéfait de sa victime...

Au matin, le pédiatre alerté accourait et perçait le tympan. Tout le monde était enfin soulagé ! Le petit malade retrouvait le sourire. Ses parents aussi. Trois jours après, c'était l'autre oreille...

Un ami me conseilla de consulter le Dr Carton. Il habitait Brévannes et recevait peu de clientèle. Je lui écrivis pour lui demander rendez-vous. Il me répondit de lui envoyer d'abord la liste minutieuse de toutes les nourritures et boissons avalées par nos enfants pendant une semaine. Ce que nous fîmes. Puis nous lui conduisîmes les bébés.

C'était un homme d'aspect sévère, pourvu d'une longue barbe blanche. Il nous reçut dans son bureau un peu sombre, nous fit asseoir, prit sur la table une feuille de papier sur laquelle je reconnus mon écriture - c'était ma "liste alimentaire !" - , l'agita vers nous, et prononça ces mots que je n'oublierai jamais :

- Vous êtes des assassins !

C'était excessif, mais exact. Nous étions en train, en suivant les conseils de la pédiatre moderne, non pas de tuer nos enfants qui avaient une solide résistance, mais de les torturer, en croyant agir pour leur bien.

Il nous garda plus d'une heure, pour nous expliquer l'évidence, nous conseilla de lire deux de ses livres, nous dit le prix de sa consultation, qui était élevé, et s'en excusa en précisant qu'il prenait cher parce qu'il ne revoyait plus ses clients...

- Vous n'aurez plus besoin de me consulter.

C'était vrai. Nous suivîmes ses prescriptions, qui ne comportaient aucun médicament, et nos enfants ne furent plus jamais malades. Nous les avions tout simplement remis à un régime naturel et de bon sens.

C'était à la fin des années 30. Il était de mode, alors, d'administrer trop tôt aux bébés des nourritures trop riches. Leur organisme ne pouvait pas les assimiler, accumulait les toxines, et s'en débarrasser au moyen de maladies qui étaient des crises de "nettoyage". Je crains que cette mode ne continue, quand j'entends, l'hiver, des jeunes mères parler d'otites...[...]

Carton a réinventé la nourriture et la médecine naturelles. Il les avait baptisées "naturistes". Il a rejeté ce mot avec horreur quand le naturisme est devenu synonyme de nudisme! Pendant qu'il se battait contre les laboratoires pharmaceutiques, contre les industriels du sucre et des bonbons, contre les pontes de la médecine classique, des hommes astucieux commençaient déjà à le piller, de son vivant.

Dans son livre essentiel, La Cuisine simple, il n'est pas un seul menu qui ne comporte une salade de légumes crus. C'était avant l'invention industrielle des "vitamines". Un de ses élèves est devenu milliardaire et célèbre en fabriquant des produits dits "diététiques" qui se vendent dans le monde entier. Il n'a jamais cité le nom de son maître. Tous les "diététiciens" et les "nutritionnistes" - quels mots horribles! - l'ont piraté, lui prenant quelques miettes de vérité qu'ils ont mélangées à des montagnes d'erreur pour les commercialiser.

Les innombrables boutiques qui vendent aujourd'hui des produits dits "naturels" ou "de régime" ont germé sur le cartonisme, se nourrissant de lui sans même le connaître.

Carton est mort pauvre, toujours furieux, toujours combattant. Il avait fait une chute de six mètres alors qu'il cueillait des cerises. Côtes brisées, décalcifié, colonne vertébrale tordue, il s'enferma dans un corset aux baleines de fer, pour pouvoir continuer à recevoir un client par jour, et rester utile jusqu'à sa fin.

Auteur: Barjavel René

Info: Demain le paradis, Denoël, pp. 31-32

[ vocation ] [ biographie ] [ dévouement ] [ portrait ]

nano-monde

2 000 atomes existent à deux endroits à la fois dans une expérience quantique sans précédent.

Une expérience a démontré un effet quantique bizarre de l'expérience de la double fente à une nouvelle échelle.

Des molécules géantes peuvent se trouver à deux endroits à la fois, grâce à la physique quantique. Les scientifiques savent depuis longtemps qu'il s'agit d'une vérité théorique fondée sur quelques faits : Chaque particule ou groupe de particules dans l'univers est également une onde - même les grandes particules, même les bactéries, même les êtres humains, même les planètes et les étoiles. Et les ondes occupent plusieurs endroits de l'espace à la fois. Ainsi, tout morceau de matière peut également occuper deux endroits à la fois. Les physiciens appellent ce phénomène "superposition quantique" et, pendant des décennies, ils l'ont démontré en utilisant de petites particules.

Mais ces dernières années, les physiciens ont augmenté l'échelle de leurs expériences, démontrant la superposition quantique en utilisant des particules de plus en plus grandes. Dans un article publié le 23 septembre dans la revue Nature Physics, une équipe internationale de chercheurs a réussi à faire en sorte qu'une molécule composée de 2 000 atomes occupe deux endroits en même temps.

Pour y parvenir, les chercheurs ont construit une version compliquée et modernisée d'une série d'anciennes expériences célèbres qui ont démontré pour la première fois la superposition quantique.

Les chercheurs savaient depuis longtemps que la lumière, envoyée à travers une feuille comportant deux fentes, créait un motif d'interférence, c'est-à-dire une série de franges claires et sombres, sur le mur situé derrière la feuille. Mais la lumière était considérée comme une onde sans masse, et non comme un élément constitué de particules, ce qui n'était donc pas surprenant. Cependant, dans une série d'expériences célèbres réalisées dans les années 1920, les physiciens ont montré que les électrons tirés à travers des films ou des cristaux minces se comportaient de manière similaire, formant des motifs comme la lumière sur le mur derrière le matériau diffractant.

Si les électrons étaient de simples particules, et ne pouvaient donc occuper qu'un seul point de l'espace à la fois, ils formeraient deux bandes, ayant à peu près la forme des fentes, sur le mur derrière le film ou le cristal. Mais au lieu de cela, les électrons frappent cette paroi selon des motifs complexes qui suggèrent que les électrons interfèrent avec eux-mêmes. C'est un signe révélateur d'une onde : à certains endroits, les pics des ondes coïncident, créant des régions plus lumineuses, tandis qu'à d'autres endroits, les pics coïncident avec des creux, de sorte que les deux s'annulent et créent une région sombre. Comme les physiciens savaient déjà que les électrons avaient une masse et étaient définitivement des particules, l'expérience a montré que la matière agit à la fois comme des particules individuelles et comme des ondes. 

Mais c'est une chose de créer un schéma d'interférence avec des électrons. Le faire avec des molécules géantes est beaucoup plus délicat. Les molécules plus grosses produisent des ondes moins faciles à détecter, car les objets plus massifs ont des longueurs d'onde plus courtes qui peuvent donner lieu à des motifs d'interférence à peine perceptibles. Or, ces particules de 2 000 atomes ont des longueurs d'onde inférieures au diamètre d'un seul atome d'hydrogène, de sorte que leur schéma d'interférence est beaucoup moins spectaculaire.

Pour réaliser l'expérience de la double fente sur des objets de grande taille, les chercheurs ont construit une machine capable de projeter un faisceau de molécules (d'énormes objets appelés "oligo-tétraphénylporphyrines enrichies de chaînes fluoroalkylsulfanyles", dont certains ont une masse plus de 25 000 fois supérieure à celle d'un simple atome d'hydrogène) à travers une série de grilles et de feuilles comportant plusieurs fentes. Le faisceau mesurait environ 2 mètres de long. C'est suffisamment grand pour que les chercheurs aient dû tenir compte de facteurs tels que la gravité et la rotation de la Terre dans la conception de l'émetteur du faisceau, expliquent les scientifiques dans leur article. Ils ont également gardé les molécules assez chaudes pour une expérience de physique quantique, et ont donc dû tenir compte de la chaleur qui bouscule les particules.

Pourtant, lorsque les chercheurs ont allumé la machine, les détecteurs situés à l'extrémité du faisceau ont révélé une figure d'interférence. Les molécules occupaient plusieurs points de l'espace à la fois.

C'est un résultat stimulant, disent  les chercheurs, qui prouve l'interférence quantique à des échelles plus grandes que celles qui avaient été détectées auparavant. "La prochaine génération d'expériences sur les ondes de matière permettra des essais à un niveau supérieur", écrivent les auteurs.

De telles démonstrations d'interférence quantique sont donc à venir, même s'il ne sera probablement pas possible de le faire nous-même à travers un interféromètre de sitôt. (Déjà le vide dans la machine nous tuerait.) Nous, les êtres géants, devrons simplement rester assis et regarder les particules s'amuser.

Auteur: Internet

Info: https://www.livescience.com/, Rafi Letzter, 04 octobre 2019

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épigénétique

"Percer les secrets du vivant grâce à la biologie quantique"

En primeur pour notre magazine, Birgitta Whaley, qui dirige le Berkeley Quantum Information and Computation Center de l'université de Californie, a accepté d'expliquer en quoi les "mécanismes quantiques à l'oeuvre chez les organismes vivants" pouvaient révolutionner le monde. D'autant qu'ils ne sont qu'une cinquantaine de scientifiques à travers la planète à poursuivre ces travaux fondamentaux.

Sciences et Avenir : Quand on évoque l’information quantique, on pense en premier lieu à la physique et aux particules de matière ou de lumière. Or, vous travaillez sur le vivant ?

Birgitta Whaley : Nous étudions tout un éventail d'organismes, des plantes vertes aux bactéries, qu'il s'agisse d'unicellulaires ou de feuilles. Mais aussi des oiseaux ou d'autres animaux. Nous voulons apporter la preuve qu'il existe un comportement quantique chez ces organismes vivants, à toute petite échelle, impliquant des "grains de lumière" (photons).

Avez-vous découvert ce comportement quantique ? Oui, il est tout à fait évident que des effets quantiques sont au coeur, en particulier, de ce qu’on appelle la photosynthèse. Nous les observons dans les premiers stades de ce mécanisme essentiel à la vie qui permet l’absorption de la lumière, puis sa transformation en énergie électronique, les électrons déclenchant ensuite les réactions chimiques qui permettent la formation de glucides [constituants essentiels des êtres vivants].

Outre la connaissance fondamentale, pourquoi est-ce important de comprendre ce mécanisme ?

Parce qu’il est essentiel à la production de nourriture et donc à notre vie. Mais imaginez aussi que nous parvenions à réaliser une photosynthèse artificielle qui capture l’énergie solaire aussi bien que le font les plantes, dont le processus a été hautement optimisé après 3,6 milliards d’années d’évolution. Ce ne serait plus 15 % de rendement que l’on obtiendrait, comme cela se pratique avec le photovoltaïque aujourd’hui, mais presque 100 % !

Qu’ont donc réussi à faire les plantes, et pas nous ?

Chez les plantes vertes, des récepteurs composés de chlorophylle sont capables d’absorber des photons alors même que la lumière reçue est très faible. Chacun d’eux ne reçoit en moyenne qu’un photon toutes les dix secondes. Il faut que la plante soit vraiment très efficace pour réaliser cette absorption avec si peu de lumière. Il y a même des bactéries marines qui n’absorbent qu’un photon (dans l’infrarouge) toutes les vingt minutes.

Qu’est-il important de mesurer ?

Les détails de ce processus d’absorption, en particulier sa dynamique… Nous connaissons très bien la chlorophylle, nous savons quelle partie de la molécule absorbe le photon et à quel niveau. Le problème vient de ce que cette chlorophylle est enchâssée dans un échafaudage complexe de protéines- pigments qui se mettent à leur tour à vibrer, à entrer en rotation… Nos expériences suggèrent fortement que ces vibrations oeuvrent en conjonction avec l’excitation électronique déclenchée par l’arrivée du photon. Elles aident au transfert des électrons qui déclencheront ultérieurement des réactions chimiques. Ce mécanisme d’absorption, facilité par des effets quantiques, peut avoir jusqu’à 99 % d’efficacité. Un photon arrive, un électron est produit. Finement réglé, il répond à une nécessité de survie de l’organisme.

Quel genre d’appareillages utilisez-vous pour les mesures ?

Nous employons des faisceaux laser pulsés, qui permettent de préciser la dynamique d’excitation des molécules. Par exemple, avec trois pulses qui se succèdent [arrivée de photons d’une certaine fréquence], nous pouvons voir, lors du premier, la molécule réceptrice amorcer son passage vers un état " excité", puis, lors du deuxième pulse, la molécule devenir entièrement excitée, le troisième pulse permettant d’apporter des précisions sur la durée de cette excitation.

Cela ne semble pas évident…

En biologie, vous ne savez pas où s’arrête le système quantique et où commence son environnement. La plupart des spécialistes haussent les épaules en disant que tout cela est trop compliqué, qu’ils ne veulent même pas en entendre parler !

Dans combien de temps pensez-vous comprendre ce qui se passe ?

Peut-être dans vingt ans… Mais d’ici à dix ans, grâce à la biologie synthétique, nous devrions pouvoir élaborer une structure qui fasse progresser notre compréhension.

"COMPORTEMENT. La fascinante intelligence spatiale des oiseaux.

La migration des oiseaux et leur capacité à déterminer la bonne direction à prendre sont aussi un domaine "très tendance" en biologie quantique ! Birgitta Whaley le trouve d’autant plus fascinant que "les effets quantiques ne sont pas du tout évidents. Est peut-être impliquée ici ce qu’on nomme l’intrication quantique" [deux objets qui peuvent être spatialement séparés mais doivent être traités globalement, comme un seul]. La lumière est en effet absorbée par une molécule à l’arrière de la rétine de chaque oeil de l’oiseau, qui produit puis transfère un électron. On se demande alors quel est le comportement quantique des deux électrons (entre eux) qui pénètrent dans le cerveau de l’oiseau, ce qui lui délivre un message particulier. Mais il ne s’agit pour l’instant que "d’une belle hypothèse et il nous faudrait des données expérimentales".)

Auteur: Internet

Info: www.sciencesetavenir.fr, Dominique Leglu, 7.11.2016

[ biophysique ]

nanomonde

Pour la première fois, des physiciens observent des tourbillons d’électrons !

À l’instar de ce tourbillon d’eau, il peut exister des tourbillons d’électrons sous certaines conditions.

Des chercheurs du MIT aux États-Unis et de l’Institut Weismann en Israël ont réussi à apercevoir ce phénomène pour la première fois ! Prévu depuis de longues années, mais jamais observé, ce comportement caractéristique des fluides pourrait servir à la mise au point de systèmes électroniques à très basse consommation.

Qu’est-ce que des tourbillons d’électrons ?

Les tourbillons d’électrons observés par les scientifiques se comportent comme des fluides. Un fluide est constitué de particules pouvant s’écouler librement et peut être un liquide, un gaz et un plasma.

Un fluide est caractérisé par une grande mobilité de ses molécules. Celles-ci peuvent se mouvoir sans être limitées à une position précise comme dans les solides. Bien que tous les fluides soient compressibles, les gaz le sont beaucoup plus que les liquides et les plasmas. Les molécules des fluides sont maintenues entre elles par des forces d’interactions faibles. Elle sont appelées forces de Van der Walls qui assurent leur cohésion au sein du fluide.

L’eau reste le fluide le plus abondant sur Terre capable de s’écouler librement pour former les ruisseaux, les rivières et de vastes étendues d’eau. Telles que les lacs, les mers et les océans par exemple. Ces masses d’eau sont sujettes à la formation de courants, de vagues et de tourbillons.

On pourrait se demander si un courant électrique constitué d’un ensemble d’électrons en mouvement peut se comporter comme un fluide. Dans des conditions normales, les électrons qui sont infiniment plus petits que des molécules d’eau sont influencés par leur environnement. Par exemple le métal qu’ils traversent. Et  ils ne se comportent pas comme un fluide.

Cependant, la théorie prévoit depuis bien longtemps qu’à des températures très basses proches du zéro absolu (-273 °C), les électrons peuvent s’écouler à la manière d’un fluide pour autant que le matériau dans lequel ils circulent soit pur et sans aucun défaut. Jusqu’à aujourd’hui, cette théorie n’avait jamais été observée.

Les électrons peuvent former un fluide visqueux

Normalement, lorsque des électrons circulent au sein d’un matériau conducteur tel qu’un fil de cuivre, ou dans un matériau semi-conducteur comme le silicium, leur trajectoire est influencée par la présence d’impuretés au sein du matériau. Les vibrations des atomes qui composent le matériau conducteur ou semi-conducteur influencent aussi la trajectoire et le déplacement des électrons. Chaque électron se comporte alors comme une particule individuelle.

Par contre, dans un matériau d’une très grande pureté, dans lequel toutes les impuretés auraient été supprimées, les électrons ne se comportent plus comme des particules individuelles. Ils agissent alors comme des particules quantiques, chaque électron captant les comportements quantiques de ses congénères. Les électrons se déplacent ensemble et forment ce que les physiciens appellent un fluide électronique visqueux.

Il y a quelques années des chercheurs de l’université de Manchester en Angleterre avaient déjà prouvé que des électrons étaient capables de se comporter en fluide. Ceci en réalisant une expérience avec du graphène. Ce matériau est un simple feuillet constitué uniquement d’atomes de carbone disposés suivant un motif hexagonal et de l’épaisseur d’un atome. En faisant passer un courant électrique dans un mince canal "creusé" dans ce matériau, ils se sont rendu compte que la conductance des électrons était bien supérieure à la conductance des électrons libres. Les électrons s’écoulaient donc comme un fluide régulier.

L’une des caractéristiques les plus étonnantes d’un fluide comme l’eau est sa capacité à produire un tourbillon lorsqu’elle s’écoule. Les chercheurs du MIT et de l’institut Weismann ont tenté de découvrir si les électrons peuvent aussi s’écouler sous la forme de tourbillons.

Pour le vérifier, les chercheurs ont utilisé du ditelluride de tungstène de formule chimique WTe2, un composé semi-métallique extrêmement pur et présentant des propriétés quantiques lorsqu’il est épais de seulement un atome. Pour effectuer une comparaison avec un métal ordinaire, ils ont utilisé de fines paillettes d’or.

Ils ont gravé dans les fines paillettes de ditelluride de tungstène et dans celles d’or, un fin canal relié, au niveau de la moitié du canal, à deux chambres circulaires situées de part et d’autre du canal. Ces deux systèmes ont ensuite été placés à une température de -268,6 °C, proche du zéro absolu, puis les canaux ont été soumis au passage d’un courant électrique.

En réalisant des mesures en différents points, les chercheurs se sont rendu compte que dans l’or, le flux d’électrons se dirigeait toujours dans la même direction, que ce soit dans les deux chambres adjacentes et dans le canal.

Par contre, dans le ditelluride de tungstène, les électrons se sont mis à former des tourbillons dans les deux chambres circulaires en inversant leur direction. Puis sont revenus dans le canal central.

Ces résultats très encourageants sont probablement le signe d’un nouveau type d’écoulement hydrodynamique dans des cristaux très fin  d’une grande pureté. Cela ouvre la voie à la création de nouveaux dispositifs électronique nécessitant de faibles puissances de fonctionnement.

Auteur: Internet

Info: https://www.science-et-vie.com, 6 fév 2023, Source, revue Nature, juillet 2022 : Aharon-Steinberg, A., Völkl, T., Kaplan, A. et al.,”Direct observation of vortices in an electron fluid », Nature, 607, 74–80 (2022), https://doi.org/10.1038/s41586-022-04794-y

[ fermion(s) ] [ aquosité ] [ hydrodynamique ]

manipulation génétique

Des scientifiques de Cambridge créent le premier organisme vivant au monde avec un ADN entièrement redessiné
Les chercheurs créent un génome synthétique, en mouvement avec des bénéfices médicaux potentiels. C'est le premier organisme vivant au monde dont le code ADN est entièrement synthétique et radicalement modifié.

Le microbe fabriqué en laboratoire, une souche de bactéries que l'on trouve normalement dans le sol et dans l'intestin humain, est semblable à ses cousins naturels, mais survit grâce à un ensemble plus restreint d'instructions génétiques.

Cette existence démontre que la vie peut exister avec un code génétique restreint et ouvre la voie à des organismes dont les mécanismes biologiques sont piratés pour fabriquer des médicaments et du matériel utile, ou pour ajouter de nouvelles caractéristiques telles que la résistance aux virus.

En deux ans, des chercheurs du laboratoire de biologie moléculaire de l'Université de Cambridge ont lu et redessiné l'ADN de la bactérie Escherichia coli (E. coli), avant de créer des cellules avec une version synthétique du génome modifié.

Le génome artificiel contient 4m de paires de bases, les unités du code génétique épelées par les lettres G, A, T et C. Imprimé en entier sur des feuilles A4, il compte 970 pages, faisant de ce génome le plus grand que les scientifiques aient jamais édifié, de loin.

"Il n'était pas du tout clair s'il était possible de créer un génome de cette taille et s'il était possible de le modifier autant", a déclaré Jason Chin, un expert en biologie de synthèse qui a dirigé le projet.

L'ADN enroulé à l'intérieur d'une cellule contient les instructions dont il a besoin pour fonctionner. Lorsque la cellule a besoin de plus de protéines pour croître, par exemple, elle lit l'ADN qui code la bonne protéine. Les lettres d'ADN sont lues dans des trios appelés codons, tels que TCG et TCA.

Presque toute vie, de la méduse à l'homme, utilise 64 codons. Mais beaucoup d'entre eux font le même travail. Au total, 61 codons produisent 20 acides aminés naturels, qui peuvent être enfilés ensemble comme des perles sur une ficelle pour construire n'importe quelle protéine de la nature. Trois autres codons sont en effet des panneaux stop : ils indiquent à la cellule lorsque la protéine est prête, comme le point marquant la fin de cette phrase.

L'équipe de Cambridge a entrepris de remodeler le génome d'E. coli en enlevant certains de ses codons superflus. Travaillant sur un ordinateur, les scientifiques ont examiné l'ADN de l'insecte. Chaque fois qu'ils rencontraient TCG, un codon qui fabrique un acide aminé appelé sérine, ils le réécrivaient en AGC, qui fait le même travail. Ils ont remplacé deux autres codons de la même manière.

Plus de 18 000 éditions plus tard, les scientifiques avaient retiré toutes les occurrences des trois codons du génome de l'insecte. Le nouveau code génétique a ensuite été synthétisé chimiquement et, morceau par morceau, ajouté à E. coli où il a remplacé le génome naturel de l'organisme. Le résultat, rapporté dans Nature, est un microbe avec un code ADN complètement synthétique et radicalement modifié. Connu sous le nom de Syn61, ce bug est un peu plus long que la normale, et grandit plus lentement, mais survit néanmoins.

"C'est assez incroyable", a déclaré Chin. Lorsque l'insecte a été créé, peu avant Noël, l'équipe de recherche a fait prendre une photo dans le laboratoire avec une plaque des microbes comme figure centrale dans une reconstitution de la nativité.

De telles formes de vie ainsi conçues pourraient s'avérer utiles, croit Chin. Parce que leur ADN est différent, les virus envahisseurs auront du mal à se propager en elles, ce qui les rendra de fait résistantes aux virus. Ce qui pourrait apporter des avantages. E. coli est déjà utilisé par l'industrie biopharmaceutique pour produire de l'insuline pour le diabète et d'autres composés médicaux contre le cancer, la sclérose en plaques, les crises cardiaques et les maladies oculaires, mais des cycles de production entiers peuvent être gâchés lorsque les cultures bactériennes sont contaminées par des virus ou autres microbes. Mais ce n'est pas tout : dans le cadre de travaux futurs, le code génétique libéré pourrait être réutilisé pour que les cellules produisent des enzymes, des protéines et des médicaments de synthèse.

En 2010, des scientifiques américains ont annoncé la création du premier organisme au monde doté d'un génome synthétique. L'insecte, Mycoplasma mycoides, a un génome plus petit que E. coli - environ 1m de paires de bases - et n'a pas été radicalement remanié. Commentant les derniers travaux, Clyde Hutchison, du groupe de recherche américain, a déclaré : "Cette échelle de remplacement du génome est plus grande que n'importe quel remplacement complet du génome rapporté jusqu'ici."

"Ils ont porté le domaine de la génomique synthétique à un nouveau niveau, non seulement en construisant avec succès le plus grand génome synthétique à ce jour, mais aussi en apportant les plus grands changements de codage à un génome à ce jour", a déclaré Tom Ellis, un chercheur en biologie synthétique à Imperial College de Londres.

Mais il se peut que les données ne durent pas longtemps. Ellis et d'autres construisent un génome synthétique pour la levure de boulangerie, tandis que les scientifiques de Harvard font des génomes bactériens avec plus de modifications au codage. Il n'est pas surprenant que l'E. coli redessiné ne pousse pas aussi bien que les souches naturelles, a ajouté Ellis. "Si quelque chose est surprenant, c'est qu'il grandisse après tant de changements," dit-il.

Auteur: Internet

Info: https://www.theguardian.com, Ian Sample rédacteur scientifique Wed 15 mai 2019 18.00 BST

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particules élémentaires

Les imprévisibles effets de l'interaction forte continuent de surprendre les physiciens

Après plus d'un siècle de collision de particules, les physiciens ont une assez bonne idée de ce qui se passe au cœur de l'atome. Les électrons bourdonnent dans des nuages probabilistes autour d'un noyau de protons et de neutrons, chacun contenant un trio de particules bizarres appelées quarks. La force qui maintient tous les quarks ensemble pour former le noyau est la force forte, la bien nommée. C'est cette interaction forte qui doit être surmontée pour diviser l'atome. Et cette puissante force lie les quarks ensemble si étroitement qu'aucun quark n'a jamais été repéré en solo.

Ces caractéristiques des quarks, dont beaucoup peuvent être expliquées dans un cours de sciences au lycée, ont été établies comme des faits expérimentaux. Et pourtant, d'un point de vue théorique, les physiciens ne peuvent pas vraiment les expliquer.

Il est vrai qu'il existe une théorie de la force forte, et c'est un joyau de la physique moderne. Elle se nomme chromodynamique quantique (QCD), " chromo " faisant référence à un aspect des quarks appelé poétiquement " couleur ". Entre autres choses, la QCD décrit comment la force forte s'intensifie lorsque les quarks se séparent et s'affaiblit lorsqu'ils se rassemblent, un peu comme une bande élastique. Cette propriété est exactement à l'opposé du comportement de forces plus familières comme le magnétisme, et sa découverte dans les années 1970 a valu des prix Nobel. D'un point de vue mathématique, les quarks ont été largement démystifiés.

Cependant, les mathématiques fonctionnent mieux lorsque la force entre les particules est relativement faible, ce qui laisse beaucoup à désirer d'un point de vue expérimental. Les prédictions de la CDQ furent confirmées de manière spectaculaire lors d'expériences menées dans des collisionneurs qui rapprochèrent suffisamment les quarks pour que la force forte entre eux se relâche. Mais lorsque les quarks sont libres d'être eux-mêmes, comme c'est le cas dans le noyau, ils s'éloignent les uns des autres et exercent des pressions sur leurs liens de confinement, et la force forte devient si puissante que les calculs stylo papier sont mis en échec. Dans ces conditions, les quarks forment des protons, des neutrons et une multitude d'autres particules à deux ou trois quarks, généralement appelées hadrons, mais personne ne peut calculer pourquoi cela se produit.

Pour comprendre les bizarreries dont les quarks sont capables, les physiciens ne peuvent que lancer des simulations numériques de force brute (qui ont fait des progrès remarquables ces dernières années) ou regarder les particules ricocher dans de bonnes expériences de collisionnement à l'ancienne. Ainsi, près de 60 ans après que les physiciens aient formalisé le quark, la particule continue de surprendre.

Quoi de neuf et digne de mention

Pas plus tard que l'été dernier, la collaboration du LHCb au Grand collisionneur de hadrons en Europe a repéré des signes de deux variétés jusqu'alors inédites de quarks, les tétraquarks, furtivement observés à travers les tunnels souterrains du collisionneur. Cataloguer la diversité des comportements des quarks aide les physiciens à affiner leurs modèles pour simplifier les complexités de la force forte en fournissant de nouveaux exemples de phénomènes que la théorie doit rendre compte.

Les tétraquarks ont été découverts pour la première fois au LHC à l'été 2014, après plus d'une décennie d'indices selon lesquels les quarks pourraient former ces quatuors, ainsi que des groupes de deux ou trois. Cette découverte a alimenté un débat qui s'est enflammé malgré une question apparemment ésotérique: faut-il considérer quatre quarks comme une "molécule" formée de deux hadrons doubles quarks faiblement attirés connus sous le nom de mésons, ou s'assemblent-ils en paires plus inhabituelles connues sous le nom de diquarks?

Au cours des années qui suivirent, les physiciens des particules accumulèrent des preuves de l'existence d'une petite ménagerie de tétraquarks exotiques et de " pentaquarks " à cinq quarks. Un groupe se détacha en 2021, un tétraquark " à double charme " qui vécut des milliers de fois plus longtemps que ses frères exotiques (à 12 sextillionièmes de seconde comme le Methuselah). Il a prouvé qu'une variété de quark — le quark charme — pouvait former des paires plus résistantes que la plupart des suppositions ou des calculs minutieux l'avaient prédit.

À peu près à la même époque, les chercheurs ont mis au point une nouvelle façon de tamiser le maelström qui suit une collision proton-proton à la recherche d'indices de rencontres fortuites entre des composites de quarks. Ces brefs rendez-vous permettent de déterminer si un couple donné de hadrons attire ou repousse, une prédiction hors de portée du QCD. En 2021, les physiciens ont utilisé cette technique de "femtoscopie" pour apprendre ce qui se passe lorsqu'un proton s'approche d'une paire de quarks " étranges ". Cette découverte pourrait améliorer les théories sur ce qui se passe à l'intérieur des étoiles à neutrons.

L'année dernière, les physiciens ont appris que même les quarks de l'atome d'hélium, très étudié, cachent des secrets. Les atomes d'hélium dénudés ont inauguré le domaine de la physique nucléaire en 1909, lorsque Ernest Rutherford (ou plutôt ses jeunes collaborateurs) les projeta sur une feuille d'or et découvrit le noyau. Aujourd'hui, les atomes d'hélium sont devenus la cible de projectiles encore plus petits. Au début de l'année 2023, une équipe a tiré un flux d'électrons sur des noyaux d'hélium (composés de deux protons et de deux neutrons) et a été déconcertée de constater que les cibles remplies de quarks gonflaient bien plus que ce que la CDQ leur avait laissé supposer.

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/, Charlie Wood, 19 fev 2024

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