Auteur : jpbaquiast

Deux grandes théories scientifiques s’opposent pour décrire l’univers. L’une est la théorie de la relativité, présentée par Einstein à partir de 1905. L’autre est la mécanique quantique. Cette dernière est une théorie mathématique et physique décrivant la structure et l’évolution dans le temps et l’espace des phénomènes physiques à l’échelle de l’atome et des particules élémentaires. Elle a été découverte entre autres par Plank et Einstein.

De 1925 à 1927, toute une série de travaux de plusieurs physiciens et mathématiciens ont donné corps à ces deux théories générales

• la mécanique ondulatoire de de Broglie et surtout de Schrödinger ;
• la mécanique matricielle de Heisenberg, Born et Jordan.

Ces deux mécaniques furent unifiées par Schrödinger du point de vue physique, et par von Neumann du point de vue mathématique. Enfin, Dirac formula la synthèse ou plutôt la généralisation complète de ces deux mécaniques, que l’on nomme aujourd’hui la mécanique quantique.

Ces deux grandes théories sont aujourd’hui constamment vérifiées par la pratique expérimentale. Cependant elles paraissent incompatibles au niveau de l’atome et en dessous. Ainsi comment un atome pourrait-il être parfaitement déterminé dans la physique classique et dans le même temps obéir au principe d’indétermination de Erwin Schrodinger, décrit par le paradoxe dit DU CHAT DE SCHRÖDINGER. 

Aujourd’hui cependant les physiciens ne désespèrent pas de formuler une synthèse entre ces deux approches. On la nomme principe de la gravitation ou gravité quantique. Dans ce sens s’inscrit un exploit de physiciens américains de l’université Caltech, faisant l’objet de l’article dont nous publions ci-dessous les références. Ils estiment avoir réalisé un trou de ver

Un trou de ver serait dans leur cas un tunnel spatio-temporel connectant deux parties de l’univers. Mais ce ne serait pas dans l’espace temps qu’ils auraient réalisé cet exploit. C’est dans un ordinateur quantique, le Sycamore de Google, qui est installé à Santa Barbara. L’ordinateur quantique a reproduit toutes les caractéristiques du trou de ver 

Deux paquets de particules séparées y ont été connectées, via une sorte de tunnel, une particule supplémentaire a été introduite d’un côté et est ressortie de l’autre.

C’était une solution théorique, personne ne savait si cela pourrait exister dans la nature. Il fallait imaginer deux trous noirs qui creuseraient l’espace-temps jusqu’à se connecter l’un à l’autre. En travaillant avec des particules, les physiciens ont rendu le phénomène accessible…  

Il s’agirait d’une illustration permettant de faire le lien entre la théorie quantique, qui décrit les particules, et la relativité générale qui décrit la gravité et l’espace-temps. D’un côté l’infiniment petit, de l’autre l’infiniment grand, l’Univers. Les deux théories sont incompatibles, mais elles se trouvent réunies dans ce trou de ver.

Référence

• Published: 30 November 2022

Traversable wormhole dynamics on a quantum processor

• Nature 
• Volume 612, pages 51–55 (2022)
• Abstract

The holographic principle, theorized to be a property of quantum gravity, postulates that the description of a volume of space can be encoded on a lower-dimensional boundary. The anti-de Sitter (AdS)/conformal field theory correspondence or duality is the principal example of holography. The Sachdev–Ye–Kitaev (SYK) model of N ≫ 1 Majorana fermions has features suggesting the existence of a gravitational dual in AdS2, and is a new realization of holography. We invoke the holographic correspondence of the SYK many-body system and gravity to probe the conjectured ER=EPR relation between entanglement and spacetime geometry through the traversable wormhole mechanism as implemented in the SYK model. A qubit can be used to probe the SYK traversable wormhole dynamics through the corresponding teleportation protocol. This can be realized as a quantum circuit, equivalent to the gravitational picture in the semiclassical limit of an infinite number of qubit. Here we use learning techniques to construct a sparsified SYK model that we experimentally realize with 164 two-qubit gates on a nine-qubit circuit and observe the corresponding traversable wormhole dynamics. Despite its approximate nature, the sparsified SYK model preserves key properties of the traversable wormhole physics: perfect size winding coupling on either side of the wormhole that is consistent with a negative energy shockwave, a Shapiro time delay, causal time-order of signals emerging from the wormhole, and scrambling and thermalization dynamics. Our experiment was run on the Google Sycamore processor. By interrogating a two-dimensional gravity dual system, our work represents a step towards a program for studying quantum gravity in the laboratory. Future developments will require improved hardware scalability and performance as well as theoretical developments including higher-dimensional quantum gravity duals and other SYK-like models

Contrairement à la plus discrète Chancelière Angela Markel, le nouveau chancelier allemand n’hésite pas à affirmer dans un article publié par le magazine Foreign Affairs que l’Allemagne doit restaurer son statut de domination hégémonique.

Foreign Affairs est un bimestriel américain de référence publié par le Conseil des relations étrangères (Council on Foreign Relations), un think tank américain spécialisé dans les affaires étrangères et les relations internationales. Le magazine a été fondé le 15 septembre 1922, et est diffusé tous les deux mois en version imprimé, tandis que le site internet est actualisé de manière quotidienne.

Cette publication est considérée comme un soutien du gouvernement américain à l’actuelle politique allemande visant à relancer la guerre froide contre une Russie de plus en plus présentée comme une ennemie à abattre.

Intitulé “The Global Zeitenwende: How to Avoid a New Cold War in a Multipolar Era”, l’article du chancelier Allemand détaille les moyens par lesquels l’Allemagne pourrait exercer une influence dans le conflit ukrainien en s’opposant chaque fois que nécessaire à la Russie.

Pour ce faire, selon lui, Berlin devra consacrer $100 billion , soit plus de 2% de son produit intérieur brut à la modernisation de la Bunseswehr  . Par ailleurs et plus significativement l’Allemagne devra être autorisée à exporter des armes allemandes au sein de l’Otan , notamment dans les pays Baltes et en Pologne. Ceci pourra comprendre des armes nucléaires.

Enfin le chancelier a réaffirmé son complet accord avec la politique européenne de défense définie par la France

En Pologne le cardinal Jaroslaw Kaczynski a publiquement dénoncé cette déclaration comme révélant la volonté allemande de construire un 4e Reich.

Les experts militaires occidentaux, notamment ceux de la CIA qui pendant des mois ont terrifié les gouvernements et les opinions publiques à propos de la menace que représentait la Russie et la nécessité de la prévenir par des dépenses militaires en hausse massive (15 milliards de dollars en 2021) devraient aujourd’hui s’effondrer de honte.

Les derniers épisodes de la guerre en Ukraine ont montré une Russie incapable de recruter et d’entretenir convenablement un contingent ne représentant qu’un 1/3 de ses forces immédiatement mobilisables. Par ailleurs les équipements mécaniques terrestres, notamment les chars, ou les moyens aériens ont du être progressivement retirés du front faute de pièces d’entretien et parfois de carburant.

Un commandement mieux pourvu en généraux qu’en ces sous-officiers qui partout ailleurs font la force des armées s’est révélé incapable de maintenir la discipline au sein de recrues asiatiques parlant à peine le russe ou prévenir leurs confidences dans le presse nationale et internationale.

Plus curieusement encore, aucun des missiles auto-guidés dits intelligents dont il avait été fait grand bruit dans les milieux de la recherche scientifique américaine n’a été capable d’atteindre le moindre des objectifs stratégiques. Ils ont tous été utilisés pour détruire des centres villes n’ayant aucun intérêt militaire, en gaspillant les munitions disponibles… Aucun drone armé désormais indispensables dans les combats modernes n’a été disponible. Il a fallu en acheter précipitamment en…Turquie. Pourquoi pas en Suisse ?

Le commandement russe a promis, après avoir laissé planer le doute, qu’il n’utiliserait pas de munitions nucléaires ni a fortiori de missiles nucléaires intercontinentaux ICBM contre Kiev. C’était prudent, car dans le cas contraire Moscou aurait sans doute été détruit plutôt que Kiev.

Pour les prochaines semaines, il faut espérer, dans l’intérêt de la paix mondiale, que les Ukrainiens cesseront de bombarder des cibles en territoire russe de plus en plus proches de Moscou. Ce ne sera pas les boucliers anti-missiles russes qui les en empêcheront.

Note au 11/12/22
A suivre

Vladimir Poutine en pleine démonstration de force. Le président russe, qui célébrait dimanche le « Jour de la Flotte » à l’occasion d’une parade navale à Saint-Pétersbourg, a annoncé que son armée serait dotée « dans les prochains mois » d’un nouveau missile de croisière hypersonique Zircon. Un armement « qui ne connaît aucun obstacle« , a assuré le dirigeant. 

« Leur livraison aux forces armées russes va commencer dans les prochains mois », a annoncé Vladimir Poutine, alors que les pays occidentaux poursuivent leurs livraisons d’armes à l’Ukraine. La frégate Amiral Gorchkov sera le premier bâtiment à en être équipé. 

D’une portée maximale d’environ 1000 kilomètres, les missiles de croisière  Zircon appartiennent à une famille de nouvelles armes développées par la Russie, jugées « invincibles » par le président russe, et dont les essais ont débuté en octobre 2020.

Depuis plusieurs années, la crainte des maladies contagieuses a conduit le commerce et la banque a privilégier les procédures sans contact, que ce soit concernant les commandes dans les supermarchés ou les paiements dans les banques. Mais il fallait aller plus loin. Il fallait permettre à chacun de déplacer des objets, sur les lieux de travail ou chez soi, sans avoir à les toucher.

L’objectif à cette fin sera est d’utiliser des ondes sonores. Couramment pratiquées dans les relations avec les animaux domestiques, cette méthode sera désormais étendue dans le cadre des relations avec les objets.

Le pilotage à la voix des automobiles se pratique déjà, mais elle fait un peu peur. Ce ne sera plus le cas dans l’industrie, le commerce ou la vie domestique. Des ordres tels que « placard ouvre toi » ou « perceuse fore un trou ici » deviendront la pratique courante. Il va de soi que lorsque l’utilisation des robots autonomes se généralisera, ce sera principalement vocalement que l’on communiquera avec eux.

Mais pourquoi s’arrêter là ? Les recherches actuelles dans le domaine dit de la physique métamatérielle montrent que pour déplacer des objets lourds il faut faire appel aux principes de cette physique. A cette fin les métamatériaux ou les métasurfaces de ces objets seront recouverts de petits motifs qui pourront renvoyer le son dans toutes les directions désirées. Il sera ainsi possible de contrôler les forces acoustiques qui s’exercent sur ces objets et de les proportionner aux objectifs recherchés

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Référence

Shaping contactless radiation forces through anomalous acoustic scattering

 Nature Communications  13, Article number: 6533 (2022) 

Abstract

Waves impart momentum and exert force on obstacles in their path. The transfer of wave momentum is a fundamental mechanism for contactless manipulation, yet the rules of conventional scattering intrinsically limit the radiation force based on the shape and the size of the manipulated object. Here, we show that this intrinsic limit can be broken for acoustic waves with subwavelength-structured surfaces (metasurfaces), where the force becomes controllable by the arrangement of surface features, independent of the object’s overall shape and size. Harnessing such anomalous metasurface scattering, we demonstrate complex actuation phenomena: self-guidance, where a metasurface object is autonomously guided by an acoustic wave, and tractor beaming, where a metasurface object is pulled by the wave. Our results show that bringing the metasurface physics of acoustic waves, and its full arsenal of tools, to the domain of mechanical manipulation opens new frontiers in contactless actuation and enables diverse actuation mechanisms that are beyond the limits of traditional wave-matter interactions.

Il a été souvent dit que le premier pouvoir politique ou économique au monde qui maîtrisera le calcul quantique maîtrisera le monde. Ceci tient au fait que le calcul quantique est la clef de toutes les sciences et technologies qui permettent au cerveau humain, c’est-à-dire à l’espèce humaine, de comprendre l’univers et d’essayer de le transformer pour sa survie.

Il en résulte que depuis plus d’un siècle une rivalité de grande ampleur oppose les humains dans le but de réaliser les calculateurs quantiques les plus efficaces. Jusqu’à ce jour, c’est indiscutablement les Etats-Unis qui mènent la course. Et au sein des Etats-Unis cela a toujours été la firme IBM qui a réussi à s’imposer sur les autres entreprises engagées dans la course à la domination quantique.

La Chine essaie de rattraper les Etats-Unis mais chaque jour démontre qu’elle n’en est pas capable.

Aujourd’hui, ce diagnostic est confirmé. IBM vient d’annoncer avoir réalisé un record. Il s’agit d’un programme quantique réalisé par un ensemble de 127 bits quantiques (qubits) qui fait appel à 1.700 opérations quantiques simultanées.

Le responsable de l’équipe ayant réalisé cet exploit, un certain Youngseok Kim https://scholar.google.com/citations?user=RnNhlZsAAAAJ&hl=en a présenté ce résultat au dernier IBM Quantum Summit à New York le 9 novembre 2022

La nouvelle ne laissera pas indifférents tous les chercheurs qui forment aujourd’hui des files d’attente interminables dans les universités pour obtenir des temps de calculs sur les rares superordinateurs scientifiques disponibles.

Deux informaticiens de l’Université américaine du Massachussets, Etats-Unis, viennent d’annoncer (références ci-dessous) avoir réalisé l’équivalent d’un supercalculateur scientifique en empilant et connectant de simples ordinateurs portables vendus sur le marché par la firme Apple.

Il est vrai que les divers matériels portables Apple utilisent tous désormais des chips dites M1 et M1 ultra. Ceux-ci intègrent individuellement toutes les fonctions nécessaires à un ordinateur, plutôt que les proposer réparties dans un certain nombre de puces.

Ces divers composants cependant ne peuvent être acquis séparément, en fonction de la puissance recherchée. Ils obligent l’utilisateur à acheter des droits d’usage spécifiques . Le coût final s’avère très compétitif.

Référence

Apple Silicon Performance in Scientific Computing

Submitted on 1 Nov 2022

With the release of the Apple Silicon System-on-a-Chip processors, and the impressive performance shown in general use by both the M1 and M1 Ultra, the potential use for Apple Silicon processors in scientific computing is explored. Both the M1 and M1 Ultra are compared to current state-of-the-art data-center GPUs, including an NVIDIA V100 with PCIe, an NVIDIA V100 with NVLink, and an NVIDIA A100 with PCIe. The scientific performance is measured using the Scalable Heterogeneous Computing (SHOC) benchmark suite using OpenCL benchmarks. We find that both M1 processors outperform the GPUs in all benchmarks.

Il faut être d’une naïveté exceptionnelle pour penser que les différents intérêts impliqués dans l’actuelle guerre en Ukraine, l’opération militaire spéciale de Vladimir Poutine, souhaitent voir le conflit s’arrêter. On peut supposer au contraire que les services spéciaux qui dans chaque pays décident à la place des gouvernements interviennent discrètement pour relancer le conflit là où il paraît lasser les opinions publiques.

Le MIC ou Complex militaro-industriel américain est le premier à trouver intérêt à cette guerre. Aux yeux des opinions publiques il lui paraissait difficile de justifier un budget militaire annuel de plus de 700 milliards de dollars. L’aide actuelle à l’Ukraine de quelques 15 milliards se traduit en grande partie par les dépenses d’armement bien supérieures qu’engagent les membres de l’Otan et dont profitent leurs industries militaires.

En Europe même, les Etats qui comme la Pologne ou les modestes Pays Baltes présentés par Poutine comme formant une ceinture militaire qui l’asphyxie n’ont pas perdu un instant pour relancer leurs mesures de défense avec l’aide du Pacte Atlantique.

En Russie même , comme le montre la lecture de certains articles de la presse dite Alternative (voir https://www.unz.com/) de nombreux intérêts civils et militaires tirent des avantages considérables de la guerre. C’est le cas de l’influent Groupe Wagner https://fr.wikipedia.org/wiki/Groupe_Wagner et de ses proliférations.

Pour l’exercice fiscal 2019 (FY 2019), le budget total alloué au département de la Défense américain s’élève à environ 693 milliards US$.

Dans le même temps, le 1er décembre 2022, le véhicule Orion de la Nasa a entamé son voyage de retour vers la Terre. Ce jour-là marquait aussi le point moyen de la mission Artemis 1 lancée le 16 novembre et dont le retour sur Terre est prévu le 11 décembre. À cette date, la capsule Orion, débarrassée de son module de service, doit amerrir au large des côtes californiennes de San Diego, dans l’océan Pacifique nord.

Artemis I est la première mission du programme Artemis de l’agence spatiale civile américaine. Ce programme a pour objectif de retourner sur la surface lunaire et d’y maintenir à terme une présence humaine plus ou moins continue. 

Le programme Artemis est conçu comme la première étape d’un programme aller-retour d’un moins 5 ans visant à envoyer des cosmonautes américains vers la planète Mars ou l’un de ses satellites PHOBOS ou DEIMOS.

Mars dispose de ressources naturelles encore à découvrir. De plus, une installation durable sur Mars permettra à l’humanité de mieux connaître le système solaire voire la galaxie au cas ou dans un avenir encore hypothétique il deviendrait possible de s’y déplacer à des vitesses supérieures à celles de la lumière.

Quant au coût total estimé à ce jour du programme Artemis, il n’a cessé d’augmenter. A la suite à de nombreux problèmes techniques, remaniements logistiques et problèmes administratifs, il dépasse les 20 milliards de dollars, soit environ 4 milliards par an. Ceci a valu de nombreuses critiques aux promoteurs du projet.

Dans le même temps, le budget militaire chinois devait être de 250 milliards de dollars. Les dépenses spatiales sont mal connues

L’Organisation Météorologique Mondiale WMO a consacré son rapport annuel du 11 Octobre 2022 à la question des impacts sur les besoins mondiaux en énergie des événements climatiques extrêmes tels que connus dans le monde ces derniers mois . Selon les rapporteurs, chaque pays, y compris les plus petits, doit préparer son secteur énergétique à la répétition et à l’aggravation de tels événements.

Ceci concernera la préparation de réserves énergétiques suffisantes, le renforcement des capacités et de la résilience des infrastructures, la régulation de la demande globalement et secteur par secteur. Les plus fragilisés seront ceux dont l’altitude moyenne se situe au niveau de la mer. C’est la cas de beaucoup de zones industrielles, y compris à New-York ou en Europe du Nord. D’ores et déjà il conviendrait de prévoir de nouvelles implantations.

Il faudra aussi que les réseaux se préparent à des périodes de black out ou ruptures d’alimentation de plus en plus fréquentes et longues. Le stockage et la redistribution périodiques de l’électricité s’imposeront. Mais les réseaux ne seront pas les seuls concernés. On cite en priorité le secteur hospitalier et celui de l’éducation nationale.

On peut craindre cependant que les mises en garde de la WMO n’aient que peu d’effets tant sur les gouvernements que sur les opinions. Qui se souvient encore des recommandations du rapport de Paris sur le climat daté de 2016.

Référence

High-level Launch of the 2022 State of Climate Services: Energy Report

11 October 2022

Energy is at the very heart of our response to 2030 Agenda for Sustainable Development and the Paris Agreement on climate change. Given that the energy sector contributes around three-quarters of global greenhouse gas emissions, switching to clean forms of energy generation, such as solar, wind and hydro – and improving energy efficiency – is vital if we are to survive and thrive in the 21st century.

The 2022 State of Climate Services Report, prepared by WMO and 25 partner organizations and initiatives, highlights progress made in climate services for energy globally and identifies where and how governments can invest in effective climate services to strengthen countries’ resilience to multiple weather, water, and climate-related hazards.

Bringing together both implementing and funding organizations, the launch event will present the report’s findings and lessons learned to help countries, funding agencies and development partners assess which are the steps needed to address gaps in the energy climate services value chain to achieve greater resilience, improve adaptation/mitigation and development outcomes. The event will also highlight examples of how climate services contribute to improved socio-economic outcomes, showcasing real-world climate services examples.

Le Télescope Spatial James Ward JWST poursuit l’exploration des exoplanètes proches du Système solaire dans lesquelles pourraient se trouver des formes de de vie proches de la vie terrestre. Aujourd’hui l’attention est portée une nouvelle fois sur l’atmosphère de l’Exoplanète WASP 39b.

L’article de Nature dont nous publions ci-dessous l’abstract et les références présente les arguments en faveur de cette thèse.

Après avoir été la première exoplanète sur laquelle du CO2 a été détecté il y a quelques mois, WASP 39b est aujourd’hui la première dans laquelle on observe la présence de sodium, de potassium, de vapeur d’eau, de monoxyde de carbone, tous éléments compatibles avec la vie terrestre. De même on y constate l’absence de méthane et d’hydrogène  incompatibles avec cette dernière.

Par ailleurs l’atmosphère de la planète comporte des nuages fragmentés favorables à un ensoleillement intermittent et non une couverture uniforme défavorable à la vie.

C’est surtout c’est la présence de dioxyde de soufre (SO2) qui a intéressé les scientifiques, comme le précise à Sciences et Avenir Florian Debras CV – Florian DEBRAS, chargé de recherche au CNRS à l’IRAP (Toulouse), qui n’a pas participé à ces études : 

« A l’équilibre thermochimique, on ne s’attend pas à des quantités détectables de SO2 : l’oxygène va faire des molécules avec d’autres espèces (H2O, CO…). Si on détecte autant de SO2 – ce n’est qu’une détection à 2,7 sigma donc en réalité ce n’est pas non plus extrême -, cela veut dire que la photochimie, qui dissocie les molécules d’eau, entre en jeu. Et c’est probablement la première confirmation de cela pour une planète qui n’est pas ultra-chaude. On s’y attendait un peu, mais on ne l’avait jamais vu ! »

Référence

[Submitted on 18 Nov 2022]

Direct Evidence of Photochemistry in an Exoplanet Atmosphere

Photochemistry is a fundamental process of planetary atmospheres that is integral to habitability, atmospheric composition and stability, and aerosol formation. However, no unambiguous photochemical products have been detected in exoplanet atmospheres to date. Here we show that photochemically produced sulphur dioxide (SO2) is present in the atmosphere of the hot, giant exoplanet WASP-39b, as constrained by data from the JWST Transiting Exoplanet Early Release Science Program and informed by a suite of photochemical models. We find that SO2is produced by successive oxidation of sulphur radicals freed when hydrogen sulphide (H2S) is destroyed. The SO2distribution computed by the photochemical models robustly explains the 4.05 μm spectral feature seen in JWST transmission spectra [Rustamkulov et al.(submitted), Alderson et al.(submitted)] and leads to observable features at ultraviolet and thermal infrared wavelengths not available from the current observations. The sensitivity of the SO2feature to the enrichment of heavy elements in the atmosphere (« metallicity ») suggests that it can be used as a powerful tracer of atmospheric properties, with our results implying a metallicity of ∼10×solar for WASP-39b. Through providing improved constraints on bulk metallicity and sulphur abundance, the detection of SO2opens a new avenue for the investigation of giant-planet formation. Our work demonstrates that sulphur photochemistry may be readily observable for exoplanets with super-solar metallicity and equilibrium temperatures ≳750 K. The confirmation of photochemistry through the agreement between theoretical predictions and observational data is pivotal for further atmospheric characterisation studies.

https://arxiv.org/abs/2211.10490

Sur WASP-39b
https://fr.wikipedia.org/wiki/WASP-39_b

WASP-39 b, ou Bocaprins, est une planète extrasolaire de type Jupiter chaud découverte en février 2012 par le projet WASP, remarquable pour contenir une quantité substantielle d’eau dans son atmosphère. WASP-39 b se trouve dans la constellation de la Vierge, à environ 700 années-lumière de la Terre.