L’observation des quasars montre que de nombreux trous noirs supermassifs étaient en place moins de 700 millions d’années après le Big Bang. Mais l’origine de ces premiers trous noirs demeure mystérieuse. Elle pourrait être de la lumière (pour une masse de 10 à 100 masses solaires) résultant de l’effondrement des premières étoiles, ou de la condensation de nuages de gaz primordiaux bien plus importants.

Une équipe d’astronomes de la NASA en utilisant les données recueillies précédemment par le Chandra X-ray Observatory de la NASA et récemment par le James Webb Space Telescope, a détecté un trou noir émetteur de rayons X derrière l’amas de galaxies dit  Abell 2744. Nommé UHZ-1, ce trou noir a une masse située entre 10 millions et 100 millions de masses solaires. Il est éloigné de nous de 13,2 milliards d’années lumière . Ceci signifie que les téléscopes observent l’univers tel qu’il était à l’âge de 450 millions d’années

Cette découverte conforte l’hypothèse selon laquelle les trous noirs supermassifs résultent de la condensation de masses interstellaires importantes (heavy seeds)

Référence

[Submitted on 24 May 2023 (v1), last revised 25 Sep 2023 (this version, v2)

Evidence for heavy seed origin of early supermassive black holes from a z~10 X-ray quasar

Authors …….

Observations of quasars reveal that many supermassive black holes (BHs) were in place less than 700 million years after the Big Bang. However, the origin of the first BHs remains a mystery. Seeds of the first BHs are postulated to be either light (i.e., 10−100 M⊙), remnants of the first stars or heavy (i.e., 104−105 M⊙), originating from the direct collapse of gas clouds. Harnessing recent data from the Chandra X-ray Observatory, we report the detection of an X-ray-luminous massive BH in a gravitationally-lensed galaxy identified by JWST at z≈10.3 behind the cluster lens Abell 2744. This heavily-obscured quasar with a bolometric luminosity of Lbol∼5×1045 erg s−1 harbors a MBH∼107−108 M⊙ BH assuming accretion at the Eddington limit. This mass is comparable to the inferred stellar mass of its host galaxy, in contrast to what is found in the local Universe wherein the BH mass is ∼0.1% of the host galaxy’s stellar mass. The combination of such a high BH mass and large BH-to-galaxy stellar mass ratio just ∼500 Myrs after the Big Bang was theoretically predicted and is consistent with a picture wherein BHs originated from heavy seeds.

Comments:	27 pages, 6 figures, accepted
Subjects:	Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA); High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE)
Cite as:	arXiv:2305.15458 [astro-ph.GA]
	(or arXiv:2305.15458v2 [astro-ph.GA] for this version)
	https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.15458 Focus to learn more

Dans un message sur les réseaux sociaux, nous nous publions ci-dessous les références et l’abstract, le Dr Gerk et Mme Ann Gerk affirment qu’un petit appareil tel qu’un smartphone peut casser les clés de chiffrement RSA les plus puissantes utilisées aujourd’hui grâce à une technique mathématique « cachée depuis environ 2 500 ans, c’est-à-dire depuis Pythagore » et dont il serait l’inventeur.

Il a ensuite précisé qu’aucune technique de cryogénie ni aucun matériau spécial n’avait été utilisé pour réaliser l’exploit de craquage de la clé RSA-2048.

Ceci serait une très mauvaise nouvelle pour tous ceux, privés et publics, qui veulent confidentialiser leurs échanges sur Internet. Mais que l’on ne s’inquiète pas trop, de nouvelles méthodes de chiffrement seront vite découvertes.

Rappel

La cryptographie quantique consiste à utiliser les propriétés de la physique ou mécanique quantique(https://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_quantique) pour établir des protocoles de cryptographie qui permettent d’atteindre des niveaux de sécurité supposée totale à ce jour en utilisant uniquement des phénomènes classiques (c’est-à-dire non-quantiques).(https://fr.wikipedia.org/wiki/Cryptographie_quantique)

Un exemple important de cryptographie quantique est la distribution quantique de clés, qui permet de distribuer une clé de chiffrement secrète entre deux interlocuteurs distants, tout en assurant la sécurité de la transmission grâce aux lois de la physique quantique et de la théorie de l’information. Cette clé secrète peut ensuite être utilisée dans un algorithme de chiffrement symétrique, afin de chiffrer et déchiffrer des données confidentielles1.

Elle ne doit pas être confondue avec la cryptographie post-quantique qui vise à créer des méthodes de cryptographie résistante à un attaquant possédant un calculateur quantique.

La cryptographie quantique, qui repose sur la transmission de qubits générés aléatoirement, assure l’inviolabilité des échanges en toutes circonstances. Ces qubits constituent des clefs, qui sont ensuite utilisées dans des protocoles de chiffrement classiques. Compte tenu du fait qu’il est impossible de  copier ou reproduire» une information quantique sans qu’elle soit détruite, ou impossible de mesurer un état quantique sans le modifier , la lecture de l’information par un intrus serait immédiatement détectée par les destinataires du message.

Pour envoyer des qubits sur de grandes distances, le support privilégié est le photon . Celui-ci permet l’encodage de l’information sur des variables observables telles que la polarisation de la lumière. La polarisation est une propriété qu’ont les ondes vectorielles de présenter une répartition privilégiée de l’orientation des vibrations qui les composent. Les ondes électromagnétiques, telles que la lumière, ou les ondes gravitationnelles ont ainsi des propriétés de polarisation.

Source

https://www.researchgate.net/publication/373516233_QC_Algorithms_Faster_Calculation_of_Prime_Numbers

Abstract

We factored numbers with more than 10^1000 decimal digits, and the capital cost was less than $1,000. The quantum computing (QC) version used here has simultaneous multiple-states logic (following ‘all states at once’), with more than a googol of possible states. We show that the equivalence of QC techniques (with IBM, Google and others compared with our version of QC) has been hidden for about 2,500 years – since Pythagoras. All our computations were done in a commercial cellphone, or a commercial Linux desktop, as our QC devices — opening the user market to many industries, and to prove the point — no cryogenics or special materials were used. As studied for 19 years and based on ZSentry, as used commercially from 2004 to 2014, we disclose that we are working on a post-quantum, HIPAA compliant, end-to-end, patent-free, export-free, secure online solution, to replace RSA as soon as possible. One needs a quantum-resistant algorithm, because all existing public-key encryption can be broken. We further present 8 empirical conjectures, all supported by experiments, that should be helpful in the further development of QC, and applications to other areas. Applications to healthcare and cosmology are suggested.

Annoncé par des experts militaires depuis plusieurs semaines, l’échec de la contre-offensive ukrainienne est désormais officiel : « Tout comme lors de la Première Guerre mondiale, nous avons atteint un niveau technologique tel que nous nous trouvons dans une impasse », a reconnu le commandant en chef des forces de Kiev, Valeri Zaloujny, dans un entretien paru mercredi 1er novembre dans l’hebdomadaire britannique  The Economist

https://www.economist.com/by-invitation/2023/11/01/the-commander-in-chief-of-ukraines-armed-forces-on-how-to-win-the-war

https://www.economist.com/europe/2023/11/01/ukraines-commander-in-chief-on-the-breakthrough-he-needs-to-beat-russia

Que veut-il dire par niveau technologique. L’aide américaine  a depuis quelques mois commencé à fournir à Kiev des armes d’une technologie comparable à celles des armées déjà en service dans l’Otan. Mais il lui impossible d’aller plus loin, notamment en matière d’armement nucléaire, même de faible intensité, sauf à entrer directement en guerre avec Moscou.

De toutes façons il faudrait plusieurs mois pour que l’armée ukrainienne apprenne à se servir des armes dont les forces russes semblent déjà dotées.

En fait, ce n’est pas d’armes d’un haut niveau technologique dont manque l’armée ukrainienne c’est d’hommes

Elle a été formée avec une partie des Forces armées soviétiques en 1991 lors de l’indépendance de l’Ukraine. Les Forces armées de l’Ukraine comptent 246 445 militaires dans le service actif (en 2021), et environ 900 000 réservistes.

En Russie, une armée de campagne se base sur plusieurs groupes spécialisés et compte en moyenne plus de 40.000 militaires. Un corps d’armée russe a un effectif établi entre 20.000 et 40.000 militaires et comprend plusieurs brigades et régiments en fonction de sa composition.

On dit que les militaires russes sont moins équipés et moins motivés à se battre que leurs opposants ukrainiens  Mais à la longue c’est l’armée la plus nombreuse qui finit par l’emporter. C’est de cette façon que l’armée Rouge avait fini par battre la Wehrmacht durant le seconde guerre mondiale.

sources Wikipedia

La classe Suffren issue du programme Barracuda, est la deuxième génération de sous-marins nucléaires d’attaque (SNA) de la Marine nationale et succède à la classe Rubis. Six sous-marins de classe Suffren doivent être construits. Leur admission au service actif doit s’échelonner entre 2022 et 2030. La tête de série, le Suffren, a été livrée à la Marine nationale le 6 novembre 2020 à Toulon. Les cinq autres unités devraient suivre à raison d’une unité tous les deux ans environ.

Les sous-marins de la classe Suffren sont deux fois plus gros que les Rubis qu’ils remplacent, avec un déplacement en plongée de 5 300 tonnes et une longueur de 100 m, contre respectivement 2 670 tonnes et 73,6 m. Ils restent néanmoins des sous-marins compacts si on les compare à leurs homologues anglais, russes et américains. Ils peuvent emporter jusqu’à 24 armes, panachage de torpilles F21, de missiles anti-navires Exocet et de missiles de croisière MdCN. Ces derniers leur permettent de remplir de nouvelles missions par rapport aux Rubis. Grâce à des équipements fortement automatisés, ils embarquent un équipage limité à 65 marins et sont féminisables. Ils disposent d’une autonomie de 70 jours en vivres.

Longueur	~ 178 m à 184 m
Maître-bau	~ 15 m
Déplacement	14 700 t en surface 24 000 à 30 000 t en immersion
Propulsion	2 réacteurs OK-650M.02, puissance totale 190 MW

Longueur	99,5 mètres1 contre 178
Maître-bau	8,8 mètres
Tirant d’eau	7,3 mètres contre
Tirant d’air	8,4 mètres
Déplacement	4 650 t (surface) 5 300 t (plongée)
Propulsion	hybride électrique/turbine 1 réacteur à eau pressurisée K15 de 150 MW 2 turbo-alternateurs 2 moteurs Diesel de secours SEMT Pielstick de 480 kW 1 hélice carénée2
Puissance	150 MW (réacteur) ; 10 MW (turbo-alternateurs)
Vitesse	Supérieure à 23 nœuds (42,6 km/h) en plongée 14 nœuds (25,93 km/h) en surface 4
Profondeur	plus de 350 m (secret défense)
Caractéristiques militaires
Rayon d’action	Illimité, 70 jours de vivres

____________________________________________

Le K-329 Belgorod (Белгород) est un croiseur sous-marin nucléaire de premier rang russe.

Ce submersible à visées stratégiques⁴ a été construit sur la base d’un bâtiment de la classe Oscar II (désignation OTAN) et fait partie des systèmes d’armes présentés par le président russe Vladimir Poutine au cours de son discours annuel du 1er mars 2018

Les capacités opérationnelles du K-329 Belgorod et sa destination aux missions spéciales font qu’il est confié aux spécialistes des plongées en eaux profondes du GUGI ( ГУГИ en russe, pour Direction principale de la recherche en haute mer du ministère de la Défense de la fédération de Russie (ru) ) de la 29ème Brigade autonome des sous-marins de la flotte du Nord, stationnée en baie d’Olenia dans la base navale de Gadjievo et non du ministère de la Défense russe, et non de la flotte maritime militaire de Russie.

Le K-329 Belgorod est par ailleurs identifié pour devenir le premier vecteur des torpilles nucléaires Status-6 Poseidon en phase d’essai en avril 2021

En décembre 2019, les essais de démarrage du sous-marin K-329 Belgorod sont en cours, et sa mise en service actif était prévue pour la fin de l’année 2020 Cependant, avec l’accident intervenu à bord du sous-marin Losharik en juillet 2019, il devient évident que cette mise en service actif se retrouve reportée en 2021

Début avril 2021, un article de l’agence Tass indiquait un changement d’objectif de déploiement pour la mise en service du sous-marin K-329, avec une priorité finalement donnée à la zone Pacifique.

Ce passage au second plan des objectifs en Arctique peut être mis en relation avec les répercussions de l’accident à bord du Losharik en juillet 2019, comme avec la montée des tensions en mers de Chine, ce dans le cadre du partenariat militaire régulier entre la Russie et la Chine dans cette zone maritime

Au 5 avril 2021, l’agence RIA Novosti annonçait qu’une source confirmait l’achèvement des essais en cours pour le mois de septembre 2021 . Des aléas rencontrés durant ces essai^s en mer ont cependant entrainé de nouveaux retards de plusieurs mois; finalement, l’agence de presse Tass annonce le 26 janvier 2021 tenir d’une source non-officielle que le K-329 Belgorod sera mis en service pour l’été 2022, avec une cérémonie prévue pour le 31 juillet

Le 8 juillet 2022, le K-329 Belgorod est livré officiellement à la marine russe par le chantier naval Sevmash. Au cours de la cérémonie, le Commandant en chef de la marine de guerre russe, Nikolay Yevmenov, a souhaité souligner l’apport important de ce sous-marin dans le cadre d’expéditions scientifiques

K – 329 Belgorod
Type	Sous-marin à propulsion nucléaire
Classe	Oscar II
Fonction	militaire à caractère stratégique (système d’arme nucléaire exclusivement sous-marin embarqué)
Histoire
Constructeur	Sevmash
Chantier naval	Severodvinsk
Quille posée	juillet 1992
Lancement	23 avril 2019
Équipage	estimé à 110 sous-mariniers
Caractéristiques techniques
Longueur	~ 178 m à 184 m1,2
Maître-bau	~ 15 m
Déplacement	14 700 t en surface 24 000 à 30 000 t en immersion
Propulsion	2 réacteurs OK-650M.023, puissance totale 190 MW1
Profondeur	500 à 520 m
Caractéristiques militaires
Armement	6 torpilles nucléaires Poséidon1
Rayon d’action	supposé illimité, mais dépendant de l’autonomie alimentaire à bord (~120 jours)
Pavillon	Russie

L’humanité consomme de plus en plus d’énergie. Les ressources dues au pétrole se sont pas près de s’épuiser, car l’on découvre régulièrement de nouvelles ressources, notamment dans les profondeurs littorales océaniques. Mais elles produisent trop de gaz à effets de serre pour être considérées comme des solutions durables. L’énergie nucléaire de fusion expérimentée par le consortium Iter au Japon et en France devrait pouvoir satisfaire une grande partie des besoins en électricité, mais cela ne sera pas avant une trentaine d’années. De plus l’électricité devrait obliger à abandonner les moteurs à explosion et construire des batteries au lithium, en attendant d’autres solutions. Or la dépendance au lithium pose des problèmes géopolitiques qui ne sont pas les bienvenues aujourd’hui Les énergies renouvelables dites vertes ont une telle emprise sur l’environnement que leur production sera vite plafonnée.

L’hydrogène dit vert  représente un des leviers d’avenir pour accélérer la transition vers la neutralité carbone : développement de la mobilité verte, décarbonation des usages massifs industriels d’hydrogène (engrais, raffinerie, chimie…)

L’hydrogène H est un des composants de l’eau H2O , soit l’élément chimique le plus abondant dans tout l’univers. Pour l’en extraire il faut faire appel à l’électrolyse, bien connue de tous les écoliers. Au niveau industriel on utilise des unités, appelées électrolyseurs, dans lesquels les atomes d’hydrogène de l’eau H2O sont séparés de l’atome d’oxygène en utilisant de l’électricité, produite par une autre source d’énergie (comme une centrale solaire ou bien nucléaire) à laquelle ils sont adossés.

Certains pays sont déjà très en avance dans le domaine. C’est le cas de la Chine qui a beaucoup investi si l’on en croit les dernières remarques de l’AIEA, Agence Internationale de l’Energie Atomique

. « Après un lent démarrage, la Chine a pris la tête du déploiement des électrolyseurs : d’ici la fin de l’année, la capacité installée d’électrolyseurs en Chine devrait atteindre 1,2 Gigawatt, soit 50 % de la capacité mondiale de production »

Voir https://www.clubic.com/actualite-485743-hydrogene-vert-la-chine-operera-bientot-50-des-electrolyseurs-dans-le-monde.html

La France, avec Engie, aborde ce domaine avec d’importants atouts. Selon le gouvernement, elle devrait même en devenir un leader mondial

Voir https://www.engie.com/page-thematique/hydrogene-industrialisation-projets

Depuis plus de quarante ans, Israël dans ses universités et ses start-up a formé et employé des dizaines de milliers d’ingénieurs dont le niveau était largement supérieur à celui de leurs homologues dans le reste du monde. Aussi bien rares sont en Amérique du Nord et en Europe occidentale les entreprises innovantes en science et technologie qui n’ont pas, à un moment ou un autre, fait appel à elles et à eux.

Le mouvement se poursuit chez les jeunes générations. Pour peu que l’on se donne la peine de s’informer, le niveau de compétence et d’engagement des jeunes chercheurs et développeurs travaillant en Israël est largement supérieur à ce que l’on trouve ailleurs. Comme l’on dit, ils croient en ce qu’ils font.

Or c’est cette somme de compétence et d’enthousiasme qui aujourd’hui se fait égorger dans les tunnels creusés par le Hamas en Palestine.

La responsabilité de l’actuel gouvernement israélien est grande. Face à une population extérieure pour qui il n’est de bon Juif qu’un Juif mort, ne pouvait-il prévoir qu’un jour ou l’autre Israël se verrait attaquer . Plutôt que se protéger par des frontières de barbelés qui ne résistent pas à la moindre cisaille, n’aurait-il p du ériger de véritables murs de l’Atlantique technologiques. Plutôt que laisser passer les rocketts du Hamas, n’aurait-il pu généraliser dans le dôme de Fer des rocketts intelligentes capables de les arrêter et d’en faire retour à l’envoyeur. La dépense immédiate aurait été importants mais les retours dans le domaine du commerce extérieur n’auraient pas tardé.

Et plutôt que laisser faire des raves parties à 100 mètres de la frontière, ne pouvait-il demander à Tsahal d’organiser quelques manœuvres bien senties pouvant faire réfléchir un adversaire éventuel

Nous reproduisons ici vu son intérêt le résumé d’un article que vient de publier le journal Le Monde.

https://www.lemonde.fr/chaleur-humaine/article/2023/11/04/la-terre-a-t-elle-franchi-ses-limites-planetaires_6198183_6125299.html

Ce concept est-il crédible ?

Oui, il est utilisé par les grandes organisations internationales, l’ONU ou la Commission européenne par exemple. En France, le Commissariat général au développement durable a récemment publié une étude intéressante sur le rôle de la France face à ces frontières planétaires. Les scientifiques qui travaillent sur ce concept préviennent qu’il s’agit d’abord d’un cadre conceptuel, qui peut tout à fait être débattu. Mais il fait aujourd’hui référence pour comprendre les interactions entre les activités humaines et l’équilibre global de la planète.

Le concept de limites planétaires provient d’une étude internationale réalisée en 2009 (retrouver l’article scientifique ici). Elle fixe neuf limites à ne pas dépasser. Ce travail scientifique s’appuie sur le fait que l’équilibre de la terre pendant les dix mille dernières années a permis des conditions de vie très favorables au développement de l’humanité. Mais les activités humaines ont un tel impact sur cet écosystème qu’elles peuvent rendre la planète inhabitable, en déstabilisant l’espace dans lequel nous vivons

Quelles sont ces limites ?

Elles sont au nombre de neuf, dont six sont considérées comme dépassées :

• Le changement climatique :  Nous émettons trop de gaz à effet de serre, surtout à cause de notre usage des énergies fossiles.
• L’érosion de la biodiversité ; chaque année, entre cent et mille extinctions sur un million d’espèces sont enregistrées – la limite planétaire est fixée à dix, elle est donc tout à fait dépassée.
• La déforestation aussi appelée le changement d’usage des sols ; l’indicateur retenu est la perte de forêts, compte tenu du rôle qu’elles jouent dans la préservation de la biodiversité et de leurs effets sur le climat. Cette limite implique de préserver 75 % des surfaces forestières d’avant 1700- – nous sommes aujourd’hui à 62 %.
• la pollution à l’azote :  L’azote est nécessaire à la vie. Le problème, c’est qu’en trop grande quantité, il ne peut plus être absorbé par les plantes et déséquilibre le fonctionnement des écosystèmes. Ce qui est en cause ici, c’est l’usage d’engrais chimiques de manière massive. Cette frontière est très largement dépassée.
• La pollution chimique ; il s’agit de la quantité de « nouvelles entités introduites dans l’environnement », et cela recouvre aussi bien les plastiques que les pesticides, les solvants, les polluants organiques persistants, etc. Evaluée depuis 2022, cette limite est jugée dépassée compte tenu de la masse de polluants produits et de leur dissémination. ;
• L’utilisation de l’eau douce ; vitale pour les vivants, elle ne représente que 3 % de l’eau disponible sur terre. Cette limite est considérée depuis 2022 comme partiellement franchie, notamment pour l’eau « verte » celle nécessaire aux végétaux.
• L’acidification des océans ; c’est une conséquence directe de l’utilisation des énergies fossiles, puisque les océans absorbent de plus en plus de CO₂. Résultat : ils deviennent plus acides et cela menace la vie marine, la reproduction des espèces et la chaîne alimentaire (y compris celles des êtres humains !). Cette limite n’est pas encore dépassée.
• Les aérosols ; il s’agit pas de des particules émises par les énergies fossiles, par exemple les centrales à charbon ou les voitures à essence. Ils ont un impact important sur le climat à un niveau local et un effet majeur sur la santé humaine à travers la pollution de l’air. Cette limite n’est pas encore correctement quantifiée au niveau global.
• La couche d’ozone ; la couche d’ozone contribue à protéger les vivants des rayons UV du soleil – ce qui permet la photosynthèse des plantes et évite les cancers de la peau. Grâce à un accord international en 1987, l’utilisation des gaz responsables de sa destruction a été fortement réduite. Cette frontière n’est pas dépassée – et démontre par ailleurs que la situation peut se stabiliser quand on fournit les efforts nécessaires.

Certains observateurs de l’actuel conflit au Moyen-Orient se demandent si la prolongation de ce conflit ne risquerait pas d’entraîner une 3e guerre mondiale. La question peut se poser après avoir écouté le 2 octobre Hassan Nasrallah, le chef du Hezbollah libanais, très proche de l’iran, affirmer que la perspective d’une « guerre totale était réaliste » . Il a estimé que « toutes les options » étaient ouvertes pour un élargissement du conflit sur le front libanais avec Israël.

https://www.francetvinfo.fr/monde/proche-orient/israel-palestine/conflit-israel-hamas-le-chef-du-hezbollah-libanais-affirme-que-la-perspective-d-une-guerre-totale-est-realiste_6161841.html

Mais de quelle guerre totale s’agirait-il ?

Dans un premier temps, il pourrait s’agir de la formation d’une coalition armée de tous les Etats arabes de la région, y compris l’Iran et l’Egypte. Ils mettraient une sourdine à leurs conflits d’intérêts et uniraient leurs forces pour détruire Israël. Mais la supériorité militaire de celui-ci est si grande, que ce soit dans le domaine des armement classiques ou dans celui des nouvelles armes, que cette coalition ne pourrait pas mettre longuement Tsahal en difficultés.

De plus l’Etat hébreu pourrait compter sur le support actif des Etats-Unis sortant enfin de leur distanciation. Même si ce support serait mal vu des autres grandes puissances nucléaires, Russie et Chine, l’on peut parier sans aucun risque que ces puissances ne courraient pas le risque d’un affrontement nucléaire avec les Etats-Unis au prétexte de défendre Israël.

Aujourd’hui leur principal souci, en dehors de la lutte contre le réchauffement climatique, est de préparer à ce que l’on nomme la conquête de l’espace.

Des physiciens de l’université de Lancaster (Royaume-Uni) rapportent dans le journal Nature Communication comment ils sont (presque) parvenus à toucher du doigt un superfluide d’hélium 3 (3He). Presque parvenus et non parvenus parce que pour le rendre superfluide, les chercheurs doivent maintenir l’hélium à une température de l’ordre d’environ un dix millième de degré au-dessus du zéro absolu. Il est donc Impossible d’envisager réellement y plonger un doigt.

La superfluidité est un état de la matière dans lequel celle-ci se comporte comme un fluide dépourvu de toute viscosité. Découverte en 1937 par Piotr Kapitsa, simultanément avec, semble-t-il, John F. Allen et A. Don Misener, elle a d’abord été décrite comme une propriété de l’hélium à très basse température) lui permettant de s’écouler à travers des canaux capillaires ou des fentes étroites sans viscosité. La viscosité peut être définie comme l’ensemble des phénomènes de résistance au mouvement d’un fluide pour un écoulement avec ou sans turbulence. La viscosité diminue la liberté d’écoulement du fluide et dissipe son énergie. Wikipédia

Les physiciens auteurs de l’article ont donc mis en œuvre un  protocole complexe pour obtenir un superfluide d’hélium 3 (3He) d’une taille suffisante pour y plonger une sonde de la taille d’un doigt susceptible de fournir des informations thermodynamiques. La sonde a montré que la majeure partie du superfluide se comporte comme un vide. Ainsi si l’on y plongeait le doigt, une surface en deux dimensions se formerait autour et ce n’est donc qu’avec un fluide en deux dimensions que l’interaction se ferait.

Un liquide est dit superfluide s’il n’oppose aucune résistance à l’écoulement. En conséquence, les solides qui se meuvent dans le liquide ne subissent aucun frottement visqueux.

Un liquide superfluide placé dans un récipient va s’échapper par capillarité en remontant les parois du récipient et en s’écoulant en dessous.

Les physiciens mentionnés ci-dessus ont constaté qu’en dessous de la température critique d’environ 2,18 kelvins, (soit −270,97 °C), qui est appelé le point lambda (λ), l’hélium 4 subissait une transition de phase. Il passait d’un état liquide à un autre aux propriétés sensiblement différentes. En effet, l’expérience, confirmée par la suite, montra que ce nouvel état de l’hélium conduisait très bien la chaleur, ce qui ne pouvait s’expliquer que par une faible viscosité.

Des expériences plus spécifiques à la mécanique des fluides montrèrent ensuite que l’écoulement de cet hélium dans un tuyau était sensiblement indépendant de la pression appliquée sur les parois du tuyau. On a également montré que cet écoulement était indépendant de la section du tuyau en question.

Ceci ne pouvait s’expliquer que par une absence totale de viscosité, d’où le nom de superfluidité.

Un liquide est dit superfluide s’il n’oppose aucune résistance à l’écoulement. En conséquence, les solides qui se meuvent dans le liquide ne subissent aucun frottement visqueux.

Un liquide superfluide placé dans un récipient va s’échapper par capillarité en remontant les parois du récipient et en s’écoulant en dessous1.

Référence

1. nature  
2. nature communications  

• 02 November 2023

Transport of bound quasiparticle states in a two-dimensional boundary superfluid

• Samuli Autti, and others

Nature Communications 

volume14, Article number: 6819 (2023) 

Abstract

The B phase of superfluid 3He can be cooled into the pure superfluid regime, where the thermal quasiparticle density is negligible. The bulk superfluid is surrounded by a quantum well at the boundaries of the container, confining a sea of quasiparticles with energies below that of those in the bulk. We can create a non-equilibrium distribution of these states within the quantum well and observe the dynamics of their motion indirectly. Here we show that the induced quasiparticle currents flow diffusively in the two-dimensional system. Combining this with a direct measurement of energy conservation, we conclude that the bulk superfluid 3He is effectively surrounded by an independent two-dimensional superfluid, which is isolated from the bulk superfluid but which readily interacts with mechanical probes. Our work shows that this two-dimensional quantum condensate and the dynamics of the surface bound states are experimentally accessible, opening the possibility of engineering two-dimensional quantum condensates of arbitrary topology.

La fusion nucléaire — le processus qui se déroule au cœur des étoiles — consiste à assembler deux noyaux atomiques (l’un de deutérium, l’autre de tritium) qui sont des isotopes de l’hydrogène pour former un noyau plus lourd (de l’hélium). Sont dits isotopes  les atomes qui partagent le même nombre de protons, mais ont un nombre de neutrons différent. la réaction libère des quantités d’énergie considérables et ne crée aucun déchet nocif.

Depuis le début des années 1950, les scientifiques tentent de reproduire cette réaction de manière à ce qu’elle soit exploitable à l’échelle industrielle. Malgré les progrès réalisés ces dernières années, aucun laboratoire n’était parvenu à générer plus d’énergie qu’il n’en faut pour initier la réaction elle-même. Le combustible (un mélange de deutérium et de tritium) doit en effet être comprimé et chauffé à des températures de l’ordre de 150 millions de degrés.

Cependant, en décembre 2022, il semblait qu’une équipe du National Ignition Facility (NIF) rattachée au Lawrence Livermore National Laboratory (Etats-Unis) avait atteint cet objectif. Leur expérience avait libéré 2,5 mégajoules d’énergie alors que 2,1 mégajoules ont été nécessaires pour chauffer le combustible. Selon le  Financial Times l’essai avait produit plus d’énergie que prévu, jusqu’à endommager certains équipements de diagnostic. Le Département américain de l’énergie a confirmé ce résultat le 15 août 2923. Voir https://www.energy.gov/livestream.

Les Etats-Unis allaient-il gagner la course à la fusion nucléaire? Pas encore.

Les promesses du réacteur JT-60SA

Le réacteur dit JT-60SA, issu d’une collaboration internationale entre le Japon et l’Europe, notamment la France, vient de marquer une étape cruciale dans la recherche sur l’énergie de fusion. Situé à Naka (Japon), ce réacteur est aujourd’hui le plus grand capable d’utiliser des bobines supraconductrices pour enfermer de façon étanche le plasma dans lequel doivent fusionner des noyaux d’hydrogène pour libérer de l’énergie. Son rôle dans le projet ITER en France est essentiel et prépare la voie vers une production d’énergie de fusion commerciale.

Après sa mise en service, l’équipe d’ingénieurs et de scientifiques y travaillant a réussi pour la première fois à générer un plasma  à l’intérieur d’un tokamac. Un tokamac est une enceinte en forme de tore représentant un tube courbé refermé sur lui-même avec un espace vide au milieu. Le tokamac est un des types de système de confinement magnétique permettant de réaliser de la fusion thermonucléaire contrôlée.

Cette initiative vise non seulement à perfectionner la technologie de fusion, mais aussi à jeter les bases des futures centrales électriques à fusion. Elle permettra notamment d’étudier des modes avancés de manipulation du plasma.

Dans ce contexte, le JT-60SA, un réacteur à fusion situé à Naka, au Japon, se présente comme une avancée significative, fruit d’une collaboration internationale entre le Japon et l’Europe. Il s’agit du plus grand dispositif expérimental de fusion à ce jour utilisant le confinement magnétique. Après sa mise en service, l’équipe d’ingénieurs et de scientifiques a réussi pour la première fois à générer un plasma tokamak.

Cette initiative vise non seulement à perfectionner la technologie de fusion, mais aussi à jeter les bases des futures centrales électriques à fusion. Elle permettra notamment d’étudier des modes avancés de manipulation du plasma. Elle promet une source d’énergie propre, renouvelable et presque inépuisable.

Cependant, maîtriser cette technologie nécessite des avancées significatives en matière de recherche et de développement. A cette fin, ITER, acronyme de « International Thermonuclear Experimental Reactor », est un projet ambitieux en cours de construction à Cadarache, en France. Il vise à être le premier réacteur à fusion à produire plus d’énergie qu’il n’en consomme, un jalon essentiel pour rendre la fusion nucléaire commercialement viable.

Dans ce contexte, le JT-60SA, avec ses capacités avancées, servira de plateforme d’essai pour les technologies qui seront déployées dans ITER. En testant et en validant ces technologies, le JT-60SA contribuera à minimiser les risques associés à la mise en œuvre d’ITER et à augmenter les chances de succès.

Encore du travail

On trouve dans ce document une liste allégée des opérations qui resteront à faire pour valider le programme ITER

Cliquer pour accéder à JT-60SA_Res_Plan-5.pdf