10/05/2025 Les effets quantiques en biologie

Plus on approfoPlus on approfondit l’étude de certains mécanismes biologiques, plus on découvre que les plus inexplicables d’entre eux font appel à la physique quantique..

C’est le cas de la photosynthèse chez les végétaux, du sens de la navigation des oiseaux migrateurs, comme du plus mystérieux de ces phénomènes, la conscience.

On pourrait penser que les mécanismes de la physique quantique ne pourraient pas se manifester dans le milieu tiède et humide des cellules vivantes. En laboratoire, ils ont besoin d’être parfaitement isolés du milieu ambiant. Mais aujourd’hui les opinions commencent à changer et le concept de biologie quantique s’impose de plus en plus. Ceci dit, mettre en évidence le fait que des comportements quantiques puissent exister dans la machinerie des cellules vivantes oblige à repenser les limites entre le monde classique et le monde quantique.

Greg Scholes, chimiste à la Princeton University, considère que le concept de biologie quantique ne devient intéressant que si il peut expliquer des comportements macroscopiques émergents inexplicables par les lois de la biologie classique.

Mais il faut pour cela rechercher la preuve de l’existence dans le monde biologique de phénomènes courants en physique quantique tel que la superposition, la décohérence et l’effondrement quantique (décohérence).

Des soupçons de superposition sont apparu dans des protéines dites microtubules étudiées in vitro. Mais il ne s’agit encore que de soupçons. Les microtubules sont des filaments du cytosquelette impliqués dans des fonctions majeures telles que la mitose ou le transport intracellulaire. Ce sont des cylindres creux constitués de tubuline, l’une des protéines les plus abondantes de la cellule.

Clarice Aiello, qui dirige le Quantum Biology Tech (QuBiT) Lab de l’University of California, Los Angeles. conduit une recherche sur les effets surprenants des faibles champs magnétiques sur un certain nombre de processus biologiques tels que le métabolisme des cellules pendant la réparation de l’ADN dans lc traitement du cancer. L’hypothèse est que ces champs influencent une propriété quantiques des électrons nommée le spin.

https://www.frontiersin.org/journals/cell-and-developmentalbiology/articles/10.3389/fcell.2021.633305/full

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09/05/2025 Allemagne-France. Matériels militaires. Qui mène en tête ?

Le Monde du 7 mai écrivait

Le temps des effusions est passé, le travail de fond – autrement dit le plus dur – reste à faire pour donner du corps à la « relance » du tandem franco-allemand. Pour leur premier échange public, mercredi 7 mai, à Paris, le nouveau chancelier allemand, Friedrich Merz, et le président français, Emmanuel Macron, ont veillé, avec un plaisir non feint, à mettre en scène leur entrée en matière.

Nous éprouvons, à notre place plus modeste, le même plaisir. Mais ceci ne doit pas empêcher de se poser des questions. Où se trouve la supériorité allemande aujourd’hui? Certainement pas dans le domaine des industries d’armement

A un époque ou l’on présente comme une évidence la probabilité d’une offensive de la Russie contre l’Ouest, qui commencerait nécessairement par une invasion des Pays-Bas puis par une entrée en Allemagne, combien de temps pourrait résister l’Allemagne ? N’ayant que des armements américains servis par des militaires peu entrainés, elle tiendrait le coup 5 jours au mieux.

En matière de blindés, elle ne dispose que du Leopard 2 qui comme le Leclerc français, est largement périmé. Son futur blindé n’a pas de nom. Il est destiné à devenir opérationnel autour de 2040. il succédera au Leopard 2 allemand et au char Leclerc français.

Dans le domaine des avions de combat l’armée allemande exploite actuellement 138 Eurofighter, L’Eurofighter Typhoon, développé par le Royaume-Uni, l’Allemagne, l’Italie et l’Espagne, est également utilisé par l’Autriche, l’Arabie saoudite, Oman, le Koweït et le Qatar. Il reste l’avion de combat construit en Europe qui compte le plus de clients à ce jour, soit 9 au total selon son site. Mais fin 2022, Berlin a aussi passé commande auprès de l’Américain Lockheed Martin de 35 avions de combat F-35A Lightning II. Ils devraient être livrés entre 2026 et 2029.

Comme on le voit, l’Allemagne ignore superbement le Rafale français et ses prochaines génération. Bien que les chaines de fabrication de celui-ci soient saturées , une coopération franco-allemende aurait pu etre négociéé.

Seule la Deutsche Marine est à peu près du niveau. En 2020, la marine allemande était composée de 65 navires totalisant 220 000 tonnes. Principalement armée de six sous-marins, 10 frégates et 5 corvettes, elle dispose également de 54 aéronefs. Mais elle n’a pas de porte-avions ni de sous-marins nucléaires d’attaque;

Le commandement, basé à Rostock, est divisé en cinq départements. Le département des opérations, le département de planification, le département de formation et d’entraînement, le département de soutien et le département médical. Les forces navales sont réparties en 2 flottilles (Einsatzflottille) et un commandement de l’aéronavale

08/05/2025 Les planètes errantes 

Ces planètes (anglais rogue planet) sont très nombreuses, au moins 20 fois plus que les étoiles. Selon une analyse de 2023 faite par David Bennett du NASA’s Goddard Space Flight Center de Maryland , il pourrait s’en trouver des trillions dans notre galaxie.

Il ne s’agirait pas de planètes orbitant autour d’étoiles, comme le fait la Terre autour du soleil. Mais leur existence n’est pas incompatible avec les théories concernant la formation des planètes. On ne peut les observer directement. On ne peut le faire qu’en étudiant la façon dont elles dévient la lumière provenant d’étoiles plus éloignées ou d’autres galaxies.

Il apparaît que certaines de ces planètes ont le diamètre de la Terre. Elles auraient pris naissance du fait de l’effondrement sous la gravité de nuages de gaz orbitant autour de certaines étoiles jeunes. Mais elles auraient pu aussi se former au sein de systèmes solaires avant d’en être éjectées par des collisions internes, collisions dont la force les auraient projetées à l’extérieur.

Concernant la Voie Lactée, on sait que certaines étoiles errantes se sont formées autour de paires d’étoiles orbitant l’une autour de l’autre, que l’on nomme des systèmes binaires Dans ce cas la plus grosse finit par éjecter la plus petite.

Sans étoiles pour les échauffer, les planètes errantes sont glaciales. La seule source de chaleur provient de ce que l’on nomme les vents thermaux générés par la contraction de la planète alors qu’elle se refroidit, le cryovolcanisme sur Pluton. Cependant certaines planètes errantes peuvent d’avoir d’importants nuages d’hydrogène dans leur atmosphère. Celui-ct est un gaz à effet de serre dans les hautes pressions, pouvant réchauffer la planète, , comme l’a fait remarquer David Stevenson, du California Institute of Technology, Pasadena. Dans certains cas les planètes errantes pourraient avoir des temperatures de surface analogues aux températures terrestres du fait d’une désintégration radioactive interne

Des simulations ont même suggéré que certaines planètes errantes pourraient etre habitables sinon habitées, soit dans des océans restés liquides sous une épaisse banquise glacée, soit dans une atmosphère de surface constituée d’hydrogène.

07/05/2025 Douze articles du Newscientist à lire

Le Newscientist a récemment publié 12 articles (anglais), référencés ci-dessous. Des auteurs compétents y analysent des questions actuellement d’actualité dans le domaine des sciences et des technologies. Nous en recommandons la lecture.

What is thought and how does thinking manifest in the brain?

Why are there so many rogue planets and what do they look like?

How indefinite causality could lead us to a theory of quantum gravity

Why viewing cancer as an ecosystem could lead to better treatments

Quantum biology: New clues on how life might make use of weird physics

To rescue biodiversity, we need a better way to measure it

What neurodiversity means for psychiatrists and the people they help

What is artificial general intelligence, and is it a useful concept?

What are fractals and how can they help us understand the world?

Will we get to net zero fast enough, and how will the climate respond?

Quantum to cosmos: Why scale is vital to our understanding of reality

07/05/2025 Le Goby, robot miniature

La robotique de petit format, voire la robotique centimétrique (robot ne dépassant pas quelques centimètres) semble doté d’un grand avenir. Elle permettra d’envoyer dans des milieux inaccessibles des robots capables d’actions intelligentes impossibles à réaliser autrement. Ces robots seront contrôlables à distance par l’intermédiaire d’un opérateur humain désirant rester en liaison avec eux. Mais ils seront de plus en plus en mesure d’opérer de façon autonome, dans le cadre de programmes leur laissant une large gamme d’initiatives.

D’ores et déjà, la chirurgie dite téléchirurgie fait un large appel à eux, pour intervenir dans des endroits du corps inaccessibles de l’extérieur sans provoquer de graves mutilations. On trouve sur le site https://www.orca-chirurgie-ambulatoire-ars-idf.fr/ocr-les-types-de-robots/de nombreux exemples de telles opérations.

Mais les domaines d’intervention possibles ou souhaitables sont de plus en plus nombreux, dans le civil comme dans le miliaire. Il n’ y a pas nécessité de les évoquer ici.

Par contre on s’intéressera aux robots miniatures eux-mêmes, dont la technologie évolue de plus en plus rapidement, ce qui les rend capables d’opérer dans des milieux inaccessibles aux petits robots eux-mêmes. A titre d’exemple on présentera ici le Goby.

Le Goby

Conçu par une équipe texane, le Goby est un minuscule robot mobile doté d’une caméra embarquée. Facile à piloter à distance, et doté d’une technologie de pointe, il promet de nombreux usages inédite dans le monde miniature.

Le Goby est un robot de quelques centimètres seulement, contrôlable à distance via un tableau de bord. Il a été créé par des ingénieurs de la société Charmed Labs, basée à Austin au Texas.

Long de seulement 6 centimètres sur 3,8 centimètres de hauteur, il ne pèse que 45 grammes, soit le poids d’un petit briquet. Il adopte un design ingénieux, avec deux roues motorisées et une queue articulée soutenue par une petite balle. Cette dernière lui permet d’incliner son corps et d’orienter sa caméra de haut en bas. Elle lui sert aussi à se remettre droit dans le cas où il se retrouverait à l’envers.

Pour capter son environnement, le Goby peut utiliser une caméra OmniVision : le modèle OV2640 doté d’une résolution de 1 600 x 1 200 pixels. Il est également équipé de deux phares à LED et d’un capteur de lumière ambiante, le tout connecté à un microprocesseur relié à un logiciel de programmation. Enfin, un accéléromètre 3 axes et des capteurs kilométriques intégrés dans ses roues aident le robot à suivre sa position et son orientation.

Un robot contrôlable à distance

En plus de son design novateur, le Goby se veut également très simple d’utilisation. Il suffit de scanner un QR code https://www.unitag.io/fr/qrcode, pour accéder à une page web où il est possible non seulement de contrôler le robot avec des joysticks mais aussi de suivre les images de sa caméra. Aucun téléchargement d’application n’est nécessaire. Pour limiter la latence, le logiciel utilisé est basé sur un cryptage 128 bits.

Par ailleurs, toute personne où qu’elle soit, peut se voir confier la manipulation du robot, simplement avec l’URL de la page web. Au niveau de l’autonomie, le Goby est capable de poursuivre ses explorations pendant environ 1,5 heure avec une seule charge de sa batterie lithium-ion. Lorsque la batterie commence à faiblir, il se range automatiquement sur sa station de chargement.

Comme on le devine, il n’est pas envisagé de l’utiliser déjà en chirurgie interne.

05/05/2025 Le DOGE. Faire des coupes partout pour alléger le déficit


Tel est l’objectif que s’est fixé le DOGE, le département de l’efficacité gouvernementale, qui a vu le jour grâce à un décret signé par le président américain le jour de son retour à la Maison-Blanche, le 20 janvier 2025.

À sa tête : Elon Musk, le patron de Tesla, X ou encore SpaceX. dont l’on annonce le départ même s’il dément l’information. Il a promis de réduire les dépenses fédérales de 2 000 milliards de dollars.  Trois mois après le retour du camp républicain à la présidence des États-Unis, le palmarès du DOGE est déjà bien chargé. 75 000 employés fédéraux ont démissionné (ce qui est moins que ce qui était souhaité), 83 % des programmes de développement de l’USAID, l’Agence des États-Unis pour le développement international, ont été supprimés, et Elon Musk se vante régulièrement de couper arbitrairement des dépenses, afin de mettre fin à des services qu’il estime inutiles. Plusieurs services sont dans son collimateur, notamment sur le climat, l’éducation ou l’inclusivité.

Derrière ce massacre digne de Javier Milei (le président argentin a coupé 250 services et licencié 40 000 fonctionnaires un an après son investiture), se renforce un courant de pensée traditionnel chez les Républicains : celui des néoréactionnaires ou  NRx

NRx : un mouvement à l’origine d’une transformation des États-Unis

Le mouvement néoréactionnaire – dit NRx – envisage l’État comme « une gigantesque entreprise engluée dans son inefficacité parce que le personnel politique est enferré dans une mystique démocratique et dans une obsession de justice sociale », selon Arnaud Miranda, docteur en théorie politique. Selon ses suiveurs, le monde actuel serait contrôlé par « un groupe de gens de gauche, parmi lesquels des journalistes et des universitaires », explique Benjamin Noys, professeur de théorie critique à l’université de Chichester, n Angleterre. 

Les néoréactionnaires, qui sont convaincus que le mondeva mal, proposent d’en finir avec la démocratie et de « restructurer » le gouvernement comme une entreprise souveraine dont la direction serait confiée à un PDG. « Si vous n’êtes pas satisfaits du service proposé par ce gouvernement, vous n’avez qu’à vous en trouver un autre », précise Arnaud Miranda.

Curtis Yarvin envisage de mettre sur un piédestal les leaders de la tech, de laisser l’innovation suivre librement son cours, sans surveillance démocratique ni régulation, et d’enfermer les individus non productifs. Il s’agit, autrement dit, d’un projet techno-monarchiste puisque ceux qui seraient incapables de manier les technologies seraient mis au ban de la société. 

Quelques années avant la réélection de Donald Trump, Curtis Yarvin a imaginé un programme appelé « RAGE », ou Retire All Government Employees. Il vise à licencier tous les employés du gouvernement afin d’intensifier cette transition de système. Le DOGE d’Elon Musken serait une émanation

Le RAGE est devenu DOGE grâce à l’appui de figures controvéesées

Benjamin Noys souligne que les textes néoréactionnaires, en particulier le manifeste de Nick Land, s’appuient sur des thèses racistes. Ils contiendraient de nombreux points critiques à l’égard des afro-américains : « même s’ils nient leur racisme, ils affirment que tout est question de hiérarchies naturelles et d’intelligence ». Pour Nrx, il y a une hiérarchie dans les êtres humains.

Le sociologue Harrison Smith s’accorde avec le professeur sur ce point : « il convient de souligner que ceux qui défendent des opinions néoréactionnaires sont inévitablement des hommes blancs », parmi lesquels Peter Thiel, le co-fondateur de PayPal, le milliardaire Marc Andreessen qui a développé le premier navigateur web, Mosaic, ou encore le vice-président des États-Unis, J. D. Vance qui a déjà cité le travail de Curtis Yarvin pour expliquer ses valeurs politiques, tout en évoquant des idées de « dé-wokisation ».

Peter Thiel est un des grands acteurs de la droitisation de la Silicon Valley, à commencer par celle de son ex-partenaire Elon Musk. Il est un des rares milliardaires de la tech à avoir participé au premier mandat de Donald Trump, bien avant que le Républicain n’adhère aux idées au Yarvin. C’est sous son influence que le patron de Tesla a accepté d’endosser le rôle de CEO des États-Unis.

Quant à D Vance, le vice-président de Trump, il est bien plus impliqué que Donald Trump dans l’idéologie Nrx. Il est l’une des raisons de la radicalisation de la Maison-Blanche.

Source : Gage Skidmore

06/05/25 Un projet de centrale nucléaire chinoise sur la Lune

La Chine, déjà leader avec la France dans la construction de réacteurs nucléaires, prévoit désormais de construire une centrale nucléaire sur la Lune. Avec le projet Chang’e-8, elle envisage d’y installer une centrale électrique destinée à alimenter une base lunaire habitée : la Station Internationale de recherche lunaire (ILRS), un projet développé avec la Russie qui devrait voir le jour d’ici 2030.

L’objectif de l’ILRS est d’installer un laboratoire scientifique à la surface de la Lune et/ou en orbite autour de celle-ci. La station sera occupée périodiquement par des équipages. Annoncé en mars 2021, ce programme comprend une phase de reconnaissance jusqu’à 2025 regroupant les missions robotiques des deux pays déjà programmées et une phase de construction entre 2025 et 2035 destinée à mettre au point les technologies et mettre en place les équipements nécessaires aux équipages. C’est au cours de la troisième phase qu’auront lieu les séjours d’équipages à la surface de la Lune

L’approvisionnement en énergie de l’ILRS est l’un des grands thèmes de réflexion des chercheurs. D’après Interesting Engineering, l’énergie nucléaire semble être l’option la plus solide, bien que d’autres sources d’énergie soient envisagées. Mais il ne faut pas oublier que les conditions lunaires ne sont pas les mêmes que sur Terre. Pour cela, la Chine compte sur l’expertise russe en matière de technologies spatiales. Wu Weiren, concepteur en chef du programme d’exploration lunaire chinois, considère même que la Russie est « en tête du monde, devant les États-Unis » dans ce domaine.

Néanmoins, pendant que la Chine et la Russie avancent sur le projet ILRS, les États-Unis poursuivent leur propre retour sur la Lune via le programme Artemis. La Nasa prévoit d’y envoyer deux astronautes en 2027 et d’y construire une base durable. Celle-ci pourrait être alimentée par de vastes fermes solaires, bien que la piste du nucléaire ne soit pas écartée

.La Chine aux portes d’un nouveau chapitre de la conquête spatiale

Avec son projet Chang’e-8, la Chine semble vouloir se donner les moyens de ses ambitions. Dans la conquête spatiale, le pays est devenu un acteur incontournable, s’érigeant au même rang que les puissances établies depuis plusieurs décennies comme les États-Unis. Après être devenue en 2003 le troisième pays à envoyer un humain dans l’espace grâce à la mission Shenzhou 5, elle fut aussi la deuxième nation à faire atterrir un rover sur Mars

Si la Chine parvenait à construire une centrale nucléaire sur la Lune, elle pourrait transformer l’avenir de l’exploration spatiale. Cela ouvrirait la voie à des opérations spatiales à grande échelle, incluant la production d’énergie et le transport de marchandises. Comme ceux de la Nasa, les chercheurs chinois envisagent également la possibilité d’exploiter les ressources lunaires, notamment son régolithe riche en hélium-3, un isotope rare qui pourrait servir de combustible pour la fusion nucléaire.

Inutile de préciser que ces divers programmes alimenteront un besoin de lanceurs lourds récupérables dont les nations spatiales n’ont pas encore proposé de versions fiables. La française Arianespace devra absolument faire partie des partenaires crédibles.

05/05/2025 Il existe une forte probabilité qu’il existe une vie semblable à la vie terrestre dans les milliards de galaxies que l’on commence à identifier dans l’univers proche.

Un mécanisme universel serait alors en cause. Il serait proche de l’abiogenèse. Ce terme désigne l’apparition de la vie à partir de matière inanimée. Dans sa conception moderne il s’agit de l’apparition de micro-organismes primitifs (et certainement disparus aujourd’hui) à partir d’une matière organique préexistante et d’origine abiotique.

Les facteurs biotiques et abiotiques sont les deux facteurs essentiels qui façonnent l’écosystème. Les facteurs biotiques désignent l’ensemble des êtres vivants présents dans un écosystème, tandis que les facteurs abiotiques désignent tous les éléments non vivants, tels que les conditions physiques (température, pH, humidité, salinité, ensoleillement, etc.).

Le concept d’abiogenèse s’oppose aux théories de panspermie (selon lesquelles la vie sur Terre serait d’origine extraterrestre) ainsi qu’aux conceptions légendaires ou religieuses d’une création des êtres vivants par une puissance supérieure. Il est apparenté à la notion aristotélicienne de génération spontanée, à cette différence près que cette ancienne théorie supposait l’apparition spontanée d’organismes plus ou moins complexes dans des temps compatibles avec la durée d’une vie humaine.

La panspermie n’est pas impossible. Elle suppose le transport de formes de vie simplifiée à travers l’espace interplanétaire, venant de planètes où la vie serait déjà apparue et qui serait transportée par des astéroïdes résultant de collisions violentes entre planètes. Mais cette vie serait rare et déjà  brûlée en partie par une traversée qui l’exposerait à des rayonnements mortels. Par ailleurs la panspermie laisse ouverte la question des raisons pour laquelle la vie serait apparue dans la planète de départ

La difficulté de l’abiogenèse s’appliquant à une forme de vie compatible avec l’environnement terrestre est telle qu’elle a jamais été démontré. Par ailleurs tous les efforts pour créer à partit de composants physico-chimique une forme de vie artificielle, dite aussi parfois vie synthétique capable de se reproduire, de muter et éventuellement de coexister avec une vie biologique naturelle, ont échoué, qu’il s’agisse de bactéries, archées ou eucaryotes.

Certes, il faudrait recommencer, en y mettant les milliards de dollars consacrées à l’armement et à la vie artificielle, mais les perspectives ne sont pas favorables. L’humain refuse en fait de se donner un véritable remplaçant. Disons pour notre part qu’il serait encore temps d’essayer, plutôt que préparer une guerre nucléaire qui ferait des dizaines de millions de victimes.

05/05/2025 Il existe une forte probabilité qu’il existe une vie semblable à la vie terrestre dans les milliards de galaxies que l’on commence à identifier dans l’univers proche.

Un mécanisme universel serait alors en cause. Il serait proche de l’abiogenèse. Ce terme désigne l’apparition de la vie à partir de matière inanimée. Dans sa conception moderne il s’agit de l’apparition de micro-organismes primitifs (et probablement disparus aujourd’hui) à partir d’une matière organique préexistante et d’origine abiotique.

Les facteurs biotiques et abiotiques sont les deux facteurs essentiels qui façonnent l’écosystème. Les facteurs biotiques désignent l’ensemble des êtres vivants présents dans un écosystème, tandis que les facteurs abiotiques désignent tous les éléments non vivants, tels que les conditions physiques (température, pH, humidité, salinité, ensoleillement, etc.).

Le concept d’abiogenèse s’oppose aux théories de panspermie (selon lesquelles la vie sur Terre serait d’origine extraterrestre) ainsi qu’aux conceptions légendaires ou religieuses d’une création des êtres vivants par une puissance supérieure. Il est apparenté à la notion aristotélicienne de génération spontanée, à cette différence près que cette ancienne théorie supposait l’apparition spontanée d’organismes plus ou moins complexes dans des temps compatibles avec la durée d’une vie humaine.

La panspermie n’est pas impossible. Elle suppose le transport de formes de vie simplifiée à travers l’espace interplanétaire, venant de planètes où la vie serait déjà apparue. Elle serait epportée sur Terre par des astéroides résultant de collisions violentes entre planètes.

Mais cette vie serait rare et déjà  brûlée en partie par une traversée qui l’exposerait à des rayonnements mortels. Par ailleurs la panspermie laisse ouverte la question des raisons pour laquelle la vie serait apparue dans la planète de départ.

La difficulté de l’abiogenèse s’appliquant à une forme de vie compatible avec l’environnement terrestre est telle qu’elle a jamais été démontrée. Par ailleurs tous les efforts pour créer à partit de composants physico-chimique une forme de vie artificielle, dite aussi parfois vie synthétique capable de se reproduire, de muter et éventuellement de coexister avec une vie biologique naturelle, ont échoué, qu’il s’agisse de bactéries, archées ou eucaryotes.

Certes, il faudrait recommencer, en y mettant les milliards de dollars consacrées à l’armement et à la vie artificielle, mais les perspectives ne sont pas favorables. L’humain refuse en fait de se donner un véritable remplaçant. Disons pour notre part qu’il serait encore temps d’essayer, plutôt que préparer une guerre nucléaire qui ferait des dizaines de millions de victimes.

05/05/2025 CERN A propos de la LHCb collaboration (LHC beauty)

L’expérience LHCb (Large Hadron Collider beauty) explore les légères différences qui existent entre matière et antimatière grâce à l’étude d’un type de particule appelé « quark beauté » ou « quark b ».

Au lieu d’utiliser un détecteur fermé au niveau du point de collision, tel que ceux d’ATLAS et de CMS, l’expérience LHCb a recours à plusieurs sous-détecteurs conçus pour observer principalement les particules émises « à petits angles », vers l’avant, dans le sens du faisceau.  Le premier sous-détecteur est placé à proximité du point de collision ; les autres se suivent sur une longueur de 20 mètres.

Le LHC produit une grande variété de quarks, qui se désintègrent rapidement en d’autres particules. Pour intercepter les quarks b, la collaboration LHCb a mis au point des trajectographes mobiles perfectionnés et les a installés au plus près de la trajectoire des faisceaux dans le LHC.

Le détecteur de LHCb, qui pèse 5 600 tonnes, est constitué d’un spectromètre à petits angles et de détecteurs planaires. Long de 21 mètres, haut de 10 mètres et large de 13 mètres, il est installé à 100 mètres sous terre, à proximité de la commune de Ferney-Voltaire (France).  La collaboration LHCb compte plus de 1.565 scientifiques, ingénieurs et techniciens originaires de 20 pays (mars 2022)

https://home.cern/fr/science/experiments/lhcb

L’article ci-dessous donne un petit aperçu de son travail

Le premier tiers en a été traduit et résumé par nos soins ( JP.Baquiast, europe solidaire ) La suite est non traduite et non résumée

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Le 20 janvier 2021 un petit groupe de physiciens attendait le résultat d’une mesure réalisée dans le cadre de l’expérience de physique des particules dite LHCb ou collision de protons produites au collisionneur Large Hadron Collider (LHC) du CERN.

La mesure concernait des particules subatomiques connues sous le nom de “beauty” ou “bottom” quarks. Si ces quarks se comportaient comme ils semblaient le faire, on aurait pu y voir l’influence d’une force encore inconnue, voire peut-être le besoin d’une nouvelle théorie des particules et des forces.

Malgré toutes ses qualités dans la description des forces de l’univers, le modèle standard des particules élémentaires avait des insuffisances. Ainsi il ne pouvait décrire la matière noire ou dark matter, dont le poids permet aux galaxies en rotation de conserver leur cohésion, ou l’énergie noire, dark energy, qui semble responsable de l’.expansion.u delà de cela, le modèle standard comporte un grand nombre de traits arbitaires qui nécessite des explications.

La saga des beauty quarks avait commencé à la mi-2000, quand Gudrun Hiller, une physicienne théoricienne travaillant à l’université de Munich, étudiait les flots de données résultants des expériences Belle au Japon et BaBar en Californie. Ces expériences produisaient des quarks Beauty en réalisant des collisions entre des électrons et leurs antiparticules, des positrons. Les quarks Beauty vivaient un court instant – environ un trillionième de seconde, avant de retomber parmi les autres particules.

Hiller était particulièrement intéressé par un phénomène extrêmement rare permettant à un beauty quark de se transformer en strange quark, le troisième des plus lourds types de quark. Ce faisant le quark émettait deu muons de charge opposé, le plus lourd des électrons. Le résultat de l’expérience serait comparé avec les prédictions du modèle standard. En cas de désaccord, l’on aurait la preuve de l’existence d’une nouvelle force.

Or l’expérience n’aboutit pas pour des raisons ne pouvant être décrite ici.

10 ans après, le Grand Collisionneur du CERN commença à produire des torrents de quark beauté . Alors une mesure suggéra que la production de quarks étranges et de muons survenait plus rarement que ne le suggérait le modèle standard.

Puis en 2013, la LHCb produisit un nouveau résultat montrant des vices dans l’analyse des mouvements respectifs des particules. En 2014, la LHCb montra de nouveaux désaccords entre les expériences et le modèle standard. Les Beauty quarks se dégradaient moins souvent en muons qu’en électrons. L’on estima que le phénomène ne correspondait pas à une découverte en physique des particules, mais plutot à une imprécisions dans les processus expérimentaux.

Pour la suite, voire

Still, when you combined the measurements of the muon-to-electron ratio, the angles and how often the decays happened, a coherent picture did seem to be emerging. Since then, almost every time a measurement has been updated with yet more beauty quark data, the deviations from theory have become stronger.

Almost, because there was one notable exception. When the Hiller-Krüger ratio was updated with more data in 2019, the measured value moved towards the standard model value. “We really thought we had it,” says Patel, who led the work. “We ended up feeling gutted.” So, when Patel and his colleagues met on Zoom in January 2021 to unveil a new measurement, emotions were running high.

“These anomalies could be the real deal”

University of Cambridge experimental physicist Paula Alvarez Cartelle pushed the button to reveal the result. The measured value of the ratio had stayed almost exactly the same, but the error on it had shrunk, creating an unmistakable tension with the standard model prediction. There was now less than a 1 in 1000 chance the discrepancy was a statistical fluke. Everyone on the call erupted. “There was an awful lot of swearing,” says Patel. However, the team also felt the weight of responsibility; they knew the result would create huge excitement. As Alvarez Cartelle puts it: “You don’t want to think, ‘I just broke the standard model’, but at the same time you’re a bit, ‘Oh shit!’.”

Anomalies come and go in particle physics, and no measurement of the muon-electron ratio on its own has yet crossed the threshold of statistical certainty for it to be regarded as a definitive discovery. But there is a coherency to what have become known as the “B anomalies” that has led a growing number of physicists to regard this as the real deal. “I’ve turned into a believer,” says Ben Allanach, a theorist at the University of Cambridge. “There’s always healthy scepticism, but the fact that it’s coming from lots of different angles and saying the same thing is pretty convincing.”

In which case, what could be causing these anomalies? Allanach has spent the past few years trying to figure that out. For him, the most promising candidate is a force carried by a hypothetical particle known as a Z prime. This would be very heavy, electrically neutral and, crucially, would interact with electrons and muons with different strengths. This could explain why beauty quarks decay into muons less often than to electrons – the Z prime is stopping them.

This could also explain one of the most mysterious, seemingly arbitrary features of the standard model: the fact that matter particles come in three “generations”. The first comprises the familiar particles that make up most ordinary matter: the electron, the electron neutrino and the up and down quarks. The second contains heavier copies of these particles: the muon, muon neutrino, charm and strange quarks. And the third generation is heavier still: the tau, tau neutrino, top (or “truth”) and beauty quarks. The existence of these generations has long been a puzzle, as has the peculiar fact that the masses of the matter particles vary so wildly, with the top quark being around 350,000 times heavier than the electron.

The different generations could be explained if the beauty quark anomalies are revealing the presence of a new force that acts almost exclusively on the third generation of particles. “The model I’m working on contains a symmetry which means that if you squint a bit, only the third generation is allowed to have a mass,” says Allanach – which would explain why these particles are so heavy.

The implications of this new force wouldn’t end there. In the second half of the 20th century, physicists discovered that the three forces of nature described by the standard model – the strong and weak forces and electromagnetism – could each be described using a mathematical symmetry. In the 1970s, there was a big push to bring all three forces together under a single bigger symmetry, to create a so-called grand unified theory, which promised to unify these forces and the matter particles into one elegant structure.

The problem was that the various grand unified theories predicted that protons should decay, while every experiment performed failed to see any sign of that. What’s more, the energies required to probe these theories are over a trillion times higher than even the LHC can achieve, meaning that the new particles they predict are well out of experimental reach. As a result, the quest to unify the forces and the matter particles has been stalled for decades.

The B anomalies appear to be resurrecting aspects of the old grand unified theories, but at far lower energies than anyone had expected. “What we’re doing is putting in a tiny bit of symmetry – it’s an element of a grand unified theory, but it’s only a little one,” says Allanach. He believes that the hints of a new force we are seeing at the moment could be a low-energy remnant of a much grander symmetry that only becomes apparent at very high energies. In other words, we might be catching a glimpse of the edge of a grand unified theory.

Hiller pioneered an alternative explanation for the B anomalies that goes further still – a particle known as a leptoquark. Again, a leptoquark would be the carrier of a new force. This force would transform quarks directly into electrons, muons and taus, collectively known as leptons – hence the particle’s name. Unlike Z prime models, leptoquark models also aim to explain a second set of anomalies that have appeared in another type of beauty quark decay, this time to charm quarks, while pointing to a unified theory that’s much closer at hand in terms of energy scales.

The colour violet

Isidori is a proponent of leptoquarks. He says the models represent a “change of paradigm” compared with the old grand unified theories. While the old ones looked for symmetries that unified all three forces, the modern leptoquark models instead unify leptons with quarks.

They do this by differing from the standard model in a crucial way. In the standard model, the equivalent of electric charge for the strong force, which acts on quarks, is known as “colour”. It comes in three varieties, red, green and blue. Leptons don’t carry colour, so they don’t feel the strong force. In leptoquark models, however, there is a fourth colour, sometimes labelled violet, which arises from an enlarged version of the symmetry that describes the strong force. This larger symmetry then breaks down into the usual three-colour strong force with red, green and blue quarks, while the leftover fourth colour is carried by the leptons. Leptons are really just differently coloured quarks.

This is heady stuff – but the challenge now is to prove that these anomalies are the real deal. Isidori, for one, is convinced. “For me, the evidence is already very solid,” he says. But not everyone agrees. Although a series of unfortunate statistical flukes now seems like a very unlikely explanation given the range of different anomalies, the looming spectre is the chance of a conspiracy of missed biases, either in the theoretical predictions or the experimental measurements, or perhaps both.

New measurements are already under way at LHCb to confirm the picture and test for hidden experimental effects. In October 2021, my University of Cambridge colleague John Smeaton and I performed a new measurement of the Hiller-Krüger ratio using an unexplored part of the LHCb data sample. It revealed very similar effects to those seen in March, strengthening the case for a new force.

Meanwhile, the growing excitement around the anomalies has awoken the two big beasts of the LHC, the ATLAS and CMS experiments. In 2012, they discovered the Higgs boson, the long-predicted standard-model particle that gives all other fundamental particles their mass, and are now beginning to think about ways they might spy the predicted Z primes or leptoquarks. In Japan, the Belle II experiment is gradually accumulating data that will allow it to independently check several of LHCb’s results. Later this year, an upgraded LHCb will begin collecting data at a far higher rate than before, allowing us to seek out even rarer decays where the anomalies could be even stronger.

If the emerging picture is confirmed, we are in for a revolution in our understanding of the constituents of nature that could reveal a deeper structure beneath the standard model, while perhaps even giving us a handle on the nature of dark matter or the strange properties of the Higgs boson. If that happens, it will be the greatest discovery in fundamental physics since the standard model was put together. The stakes are high and the game is on.







































L’article ci-dessous donne un petit aperçu de son
travailLe premier tiers en a été traduit et résumé par
nos soins ( europe solidaire ) Pour la suite, non traduite et non
résumés,

Le 20 janvier 2021 un petit
groupe de physiciens attendait le résultat d’une mesure réalisée
dans le cadrede
l’expérience de physique des particules dite LHCb ou collision de
protons produites au collisionneur Large
Hadron Collider (LHC)

du CERN. La mesure concernait des
particules subatomiques connues sous le nom de “beauty” ou
“bottom” quarks. Si ces quarks se comportaient comme ils
semblaient le faire, on aurait pu y voir l’influence d’une force
encore inconnue, voire peut-être le besoin d’une nouvelle théorie
des particules et des forces.

Malgré toutes ses qualités
dans la description des forces de l’univers, le modèle standard des
particules élémentaires avait des insuffisances. Ainsi il ne
pouvait décrire la matière
noire ou dark matter
, dont le poids permet aux galaxies en
rotation de conserver leur cohésion, ou l’énergie
noire, dark energy
, qui semble responsable de l’. Au delà de
cela, le modèle standard comporte un grand nombre de traits
arbitaires qui nécessite des explications.La saga des beauty quarks
avait commencé à la mi-2000, quand Gudrun
Hiller
, une physicienne théoricienne travaillant à l’université
de Munich, étudiait les flots de données résultants des
expériences Belle au Japon
et BaBar en Californie. Ces
expériences produisaient dexpansion
accélérée de l’univers
es quarks Beauty en réalisant des
collisions entre des électrons et leurs antiparticules, des
positrons. Les quarks Beauty vivaient un court instant – environ un
trillioniè de secondes, avant de retomber parmi les autres
particules.Hiller était particulièrement intéressé par un
phénomène extrémement rare permettant à un beauty quark de se
transformer en strange quark, le troisième des plus lourds types de
quark. Ce faisant le quark émettait deu muons de charge opposé, le
plus lourd des électrons. Le résultat de l’expérience serait
comparé avec les prédictions du modèle standard. En cas de
désaccord, l’on aurait la preuve de l’existence d’une
nouvelle force
. Or l’expérience n’aboutit pas pour des raisons
ne pouvant être décrite ici.10 ans après, le Grand Collisionneur du CERN
commença à produire des torrents de quark beauté . Alors une
mesure suggéra que la production de quarks étranges et de muons

survenait plus rarement que ne le suggérait le modèle standard.
Puis en 2013, la LHCb produisit un nouveau résultat montrant des
vices dans l’analyse des mouvements respectifs des particules. En
2014, la LHCb montra de nouveaux désaccords entre les expériences
et le modèle standard. Les Beauty quarks se dégradaient moins
souvent en muons qu’en électrons. L’on jugeau que le phénomène ne
corespondait pas à une découverte en physique des particules, mais
plutt à une imprécisions dans les processus expériementaux.

Pour la suite, voire
Still, when you combined the measurements of the
muon-to-electron ratio, the angles and how often the decays happened,
a coherent picture did seem to be emerging. Since then, almost every
time a measurement has been updated with yet more beauty quark data,
the deviations from theory have become stronger.Almost, because there was one notable exception. When
the Hiller-Krüger ratio was updated with more data in 2019, the
measured value moved towards the standard model value. “We really
thought we had it,” says Patel, who led the work. “We ended up
feeling gutted.” So, when Patel and his colleagues met on Zoom in
January 2021 to unveil a new measurement, emotions were running high.
These anomalies could be the real deal”University of Cambridge experimental physicist Paula
Alvarez Cartelle pushed the button to reveal the result
. The
measured value of the ratio had stayed almost exactly the same, but
the error on it had shrunk, creating an unmistakable tension with the
standard model prediction. There was now less than a 1 in 1000 chance
the discrepancy was a statistical fluke. Everyone on the call
erupted. “There was an awful lot of swearing,” says Patel.
However, the team also felt the weight of responsibility; they knew
the result would create huge excitement. As Alvarez Cartelle puts it:
“You don’t want to think, ‘I just broke the standard model’,
but at the same time you’re a bit, ‘Oh shit!’.”

Anomalies
come and go in particle physics
, and no measurement of the
muon-electron ratio on its own has yet crossed the threshold of
statistical certainty for it to be regarded as a definitive
discovery. But there is a coherency to what have become known as the
“B anomalies” that has led a growing number of physicists to
regard this as the real deal. “I’ve turned into a believer,”
says Ben Allanach,
a theorist at the University of Cambridge. “There’s always
healthy scepticism, but the fact that it’s coming from lots of
different angles and saying the same thing is pretty convincing.”In which case, what could be causing these anomalies?
Allanach has spent the past few years trying to figure that out. For
him, the most promising candidate is a force carried by a
hypothetical particle known as a Z prime. This would be very heavy,
electrically neutral and, crucially, would interact with electrons
and muons with different strengths. This could explain why beauty
quarks decay into muons less often than to electrons – the Z prime
is stopping them.This could also explain one of the most mysterious,
seemingly arbitrary features of the standard model: the fact that
matter particles come in three “generations”. The first comprises
the familiar particles that make up most ordinary matter: the
electron, the electron neutrino and the up and down quarks. The
second contains heavier copies of these particles: the muon, muon
neutrino, charm and strange quarks. And the third generation is
heavier still: the tau, tau neutrino, top (or “truth”) and beauty
quarks. The existence of these generations has long been a puzzle, as
has the peculiar fact that the masses of the matter particles vary so
wildly, with the top quark being around 350,000 times heavier than
the electron.The different generations could be explained if the
beauty quark anomalies are revealing the presence of a new force that
acts almost exclusively on the third generation of particles. “The
model I’m working on contains a symmetry which means that if you
squint a bit, only the third generation is allowed to have a mass,”
says Allanach – which would explain why these particles are so
heavy.The implications of this new force wouldn’t end
there. In the second half of the 20th century, physicists discovered
that the three forces of nature described by the standard model –
the strong
and weak
forces
and electromagnetism
– could each be described using a mathematical symmetry. In the
1970s, there was a big push to bring all three forces together under
a single bigger symmetry, to create a so-called grand unified theory,
which promised to unify these forces and the matter particles into
one elegant structure.The problem was that the various grand unified
theories predicted that protons should decay, while every experiment
performed failed to see any sign of that. What’s more, the energies
required to probe these theories are over a trillion times higher
than even the LHC can achieve, meaning that the new particles they
predict are well out of experimental reach. As a result, the quest to
unify the forces and the matter particles has been stalled for
decades.The B anomalies appear to be resurrecting aspects of
the old grand unified theories, but at far lower energies than anyone
had expected. “What we’re doing is putting in a tiny bit of
symmetry – it’s an element of a grand unified theory, but it’s
only a little one,” says Allanach. He believes that the hints of a
new force we are seeing at the moment could be a low-energy remnant
of a much grander symmetry that only becomes apparent at very high
energies. In other words, we might be catching a glimpse of the edge
of a grand unified theory.Hiller pioneered an alternative explanation for the B
anomalies that goes further still – a particle known as a
leptoquark. Again, a leptoquark would be the carrier of a new force.
This force would transform quarks directly into electrons, muons and
taus, collectively known as leptons – hence the particle’s name.
Unlike Z prime models, leptoquark models also aim to explain a second
set of anomalies that have appeared in another type of beauty quark
decay, this time to charm quarks, while pointing to a unified theory
that’s much closer at hand in terms of energy scales.

The colour violet

Isidori is a proponent of leptoquarks. He says the
models represent a “change of paradigm” compared with the old
grand unified theories. While the old ones looked for symmetries that
unified all three forces, the modern leptoquark models instead unify
leptons with quarks.They do this by differing from the standard model in
a crucial way. In the standard model, the equivalent of electric
charge for the strong force, which acts on quarks, is known as
“colour”. It comes in three varieties, red, green and blue.
Leptons don’t carry colour, so they don’t feel the strong force.
In leptoquark models, however, there is a fourth colour, sometimes
labelled violet, which arises from an enlarged version of the
symmetry that describes the strong force. This larger symmetry then
breaks down into the usual three-colour strong force with red, green
and blue quarks, while the leftover fourth colour is carried by the
leptons. Leptons are really just differently coloured quarks.

This is heady stuff – but the challenge now is to
prove that these anomalies are
the
real deal. Isidori, for one, is convinced. “For me, the evidence is
already very solid,” he says. But not everyone agrees. Although a
series of unfortunate statistical flukes now seems like a very
unlikely explanation given the range of different anomalies, the
looming spectre is the chance of a conspiracy of missed biases,
either in the theoretical predictions or the experimental
measurements, or perhaps both.New measurements are already
under way at LHCb to confirm the picture and test for hidden
experimental effects. In October 2021, my University of Cambridge
colleague John Smeaton and I performed a
new measurement of the Hiller-Krüger ratio using an unexplored part
of the LHCb data sample
. It revealed very similar effects to
those seen in March, strengthening the case for a new force.Meanwhile, the growing
excitement around the anomalies has awoken the two big beasts of the
LHC, the ATLAS and CMS experiments. In 2012, they discovered
the Higgs boson
, the long-predicted standard-model particle that
gives all other fundamental particles their mass, and are now
beginning to think about ways they might spy the predicted Z primes
or leptoquarks. In Japan, the Belle II experiment is gradually
accumulating data that will allow it to independently check several
of LHCb’s results. Later this year, an upgraded LHCb will begin
collecting data at a far higher rate than before, allowing us to seek
out even rarer decays where the anomalies could be even stronger.If the emerging picture is
confirmed, we are in for a revolution in our understanding of the
constituents of nature that could reveal a deeper structure beneath
the standard model, while perhaps even giving us a handle on the
nature of dark matter or the strange
properties of the Higgs boson. If that happens
, it will be the
greatest discovery in fundamental physics since the standard model
was put together. The stakes are high and the game is on
.