Europe Solidaire

La technologie de fusion nucléaire développée par la start-up américaine Zap Energy vient d’être validée. Leur prototype dévoilé en octobre 2024 aurait produit des plasmas thermiques stables, une étape essentielle pour être utilisé. Un plasma stable est indispensable pour maintenir les fortes températures, car une instabilité peut conduire à une dissipation d’énergie, ce qui diminuerait l’efficacité du processus.

Dans le cadre d’une série d’expériences, au cours desquelles 433 tirs de plasma ont été analysés, les chercheurs de Zap ont pu constater que les émissions de neutrons étaient presque complètement isotropes. C’est-à-dire que leurs propriétés étaient les mêmes dans toutes les directions. D’après Interesting Engineering, il s’agirait d’un bon signe que la fusion se déroule de manière contrôlée dans le réacteur.

Il existe aujourd’hui plusieurs méthodes de fusion testées. La plus répandue – et pour l’instant la plus prometteuse – est la fusion par confinement magnétique, mise en application avec les réacteurs Tokamak, dont la forme de beignet permet de maintenir le plasma à haute température par champ magnétique. C’est notamment le processus utilisé dans le cadre du projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

La technologie développée par Zap est différente. Baptisée FuZE, le dispositif est basé sur la fusion par Z-pinch. Il se présente comme un cylindre et par un effet de pincement, envoi un courant électrique très puissant pour générer un champ magnétique qui comprime un plasma chaud. Sous une telle chaleur et une telle pression, les noyaux d’hydrogène fusionnent pour former un noyau d’hélium, ce qui libère des neutrons hautement énergétiques. Les flux de plasma qui se déplacent « en cisaille », (c’est-à-dire à différentes vitesses entre les couches) sont ainsi plus stables.

Contrairement à la fusion par « faisceau-cible » (une autre méthode), qui entraîne des émissions anisotropes, la technologie de Zap émet des neutrons isotropes : l’énergie ne varie pas selon la direction. « Cela signifie que nous pouvons doubler la taille du plasma et nous attendre à ce que le même type d’équilibre existe« , a déclaré Uri Shumlak, co-fondateur de Zap

Pour Zap, ces résultats sont le fruit d’un long travail de recherche. La fusion par Z-pinch est en réalité l’un des concepts de fusion les plus anciens. Il remonte aux années 1950, au Royaume-Uni, lorsqu’a été montée l’expérience ZETA. L’objectif de créer de la fusion thermique n’avait pas pu être atteint à l’époque. La fusion observée ayant été confondue avec des interactions faisceau-cibles causés par des instabilités magnétiques.

https://www.zapenergy.com/

Commentaire

https://korii.slate.fr/tech/energie-fusion-nucleaire-zap-energy-mini-reacteurs-garage-z-pinch-fuze-q-simulations

Si l’on encore loin de la maîtriser, la technologie de fusion nucléaire porte en elle de nombreux espoirs quant au futur de l’énergie. En envoyant deux isotopes d’hydrogène dans un réacteur circulaire appelé «tokamak» soumis à un magnétisme extrême, ceux-ci fusionnent et produisent un plasma extrêmement chaud, donc de l’énergie, le tout de manière plus propre et sécurisée que la fission que nous connaissons aujourd’hui.

Si les très grands projets financés par les États sont les plus importants espoirs de la fusion, les promesses de cette technologie amènent de plus petits projets expérimentaux à voir le jour. C’est le cas de Zap Energy, une start-up basée à Seattle.

Plutôt que de recourir aux coûteuses bobines magnétiques en cuivre utilisées dans les tokamaks, Zap Energy souhaite s’appuyer sur le champ magnétique créé par le plasma lui-même. Cette technique, appelée «striction axiale» ou «Z-pinch», est étudiée depuis les années 1950, mais reste beaucoup moins populaire que celle des réacteurs circulaires à cause de son instabilité . Lors des tentatives de création de réacteurs Z-Pinch, le plasma se tordait et finissait par s’effondrer sur lui-même.

Cependant, en 2019, une équipe de scientifiques de l’Université de Washington est parvenue, en utilisant la mécanique des fluides, à lisser continuellement le plasma, donc à éviter qu’il ne se déforme et à le rendre potentiellement utile pour une production continue d’énergie.

L’un des auteurs de cette étude, Uri Shumlak, est le fondateur de Zap Energy. Il affirme aujourd’hui que les simulations de son réacteur expérimental, le FuZE-Q, fonctionnent parfaitement.

L’objectif à terme est de parvenir à produire en masse des FuZE-Q suffisamment petits pour tenir dans un garage, et d’autres suffisamment grands pour pouvoir alimenter une ville.

Pour en arriver là. il va falloir que les tests réels soient aussi efficaces que les simulations. Ensuite, si le FuZE-Q résiste théoriquement à une alimentation de 500 kiloampères (kA), et est conçu pour en supporter 650., cette puissance est tout juste suffisante pour obtenir le seuil de rentabilité du réacteur à partir duquel il produirait plus d’électricité qu’il n’en consomme. Autant dire que l’alimentation de villes entières n’est pas pour tout de suite. Si cela arrivait, c’est le monde dans son ensemble qui pourrait s’en trouver bénéficiaire

En mécanique quantique, selon le principe de superposition, un même état quantique peut posséder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable (spin, position, quantité de mouvement, etc.)

Ce principe résulte du fait que l’état – quel qu’il soit – d’un système quantique (une particule, une paire de particules, un atome, etc.) est représenté par un vecteur dans un espace vectoriel nommé espace de Hilbert (premier postulat de la mécanique quantique).

Comme tout vecteur de tout espace vectoriel, ce vecteur admet une décomposition en une combinaison linéaire de vecteurs selon une base donnée. Or, il se trouve qu’en mécanique quantique, une observable donnée (comme la position, la quantité de mouvement, le spin, etc.) correspond à une base donnée de l’espace de Hilbert.

En conséquence, si l’on s’intéresse, par exemple, à la position d’une particule, l’état de position doit être représenté comme une somme d’un nombre (infini!) de vecteurs, chaque vecteur représentant une position précise dans l’espace. Le carré de la norme de chacun de ces vecteurs représente la probabilité de présence de la particule à une position donnée.

Principe de superposition quantique — Wikipédia

Le phénomène dit de l’étrangeté quantique (quantum veirdness) désigne des événements inconnus dans la physique newtonienne dite aussi macroscopique. On cite l’intrication quantique, la non-localité quantique, la superposition quantique, le principe d’incertitude, la dualité onde-particule, le caractère probabiliste de l’effondrement de la fonction d’onde

Or il a été depuis longtemps suggéré que la conscience trouvait son origine dans des phénomènes quantiques se produisant dans les neurones du cerveau , plus précisément lorsque la superposition quantique s’y effondrait. Mais comment prouver cette affirmation? N’était ce pas remplacer un mystère par un autre ?

Nous publions ici sur ce sujet un article en anglais que vient de faire paraitre dans le NewScientist du 4 janvier 2025, p.40 Hartmut Neven chef du laboratoire Google Quantum AI https://quantumai.google/ responsable chez Google de la construction des plus puissants calculateurs quantiques à ce jour.

Il a été depuis longtemps été suggéré que la conscience trouvait son origine dans des phénomènes quantiques se produisant dans les neurones du cerveau , plus précisément lorsque la superpositon quantique s’y effondrait. Mais comment prouver cette affirmation? N’est ce pas remplacer un mystère par un autre ?

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The suggestion that consciousness has its origins in quantum weirdness has long been viewed as a bit, well, weird. Critics argue that ideas of quantum consciousness, the most famous of which posits that moments of experience arise as quantum superpositions in the brain collapse, do little more than merge one mystery with another. Besides, where is the evidence? And yet there is a vocal minority who insist we should take the idea seriously.

Hartmut Neven, who leads Google’s Quantum Artificial Intelligence Lab, is among them. He originally trained as a physicist and computational neuroscientist before pioneering computer vision – a type of AI that replicates the human ability to understand visual data. Later, Neven founded Google Quantum AI, which in 2019 became the first lab to claim its quantum computers solved calculations that are impossible on a classical computer, a milestone known as quantum supremacy. In December 2024, his team announced another step forward with its new quantum processor, Willow, which it claims is more powerful and reliable than previous chips.

But Neven is also interested in the relationship between mind and matter. And now, in a use case for quantum computers that no one saw coming, he reckons they could be deployed to put the idea of quantum consciousness to the test. Neven spoke to New Scientist about his belief that we live in a multiverse; why Roger Penrose’s theory of quantum consciousness is worth pursuing, albeit possibly with a new twist; and how we can test such ideas by entangling quantum computers with human brains.

Thomas Lewton: How has working at the forefront of quantum computing altered your view of what reality is?

Hartmut Neven: We recently ran a computation on our new quantum processor, named Willow, that would take the best classical supercomputer an astounding amount of time to complete: 1025 years. This mind-boggling number exceeds known timescales in physics and vastly exceeds the age of the universe. To me, this result suggests that quantum processors are tapping into something larger than just our universe, lending credence to the notion that their computation occurs in many parallel universes.

Over the years, I’ve come to appreciate that the most straightforward reading of the equations of quantum mechanics is that, indeed, we live in a multiverse: that every object, including myself or the cosmos at large, exists in many configurations simultaneously. This view of reality has profoundly shaped my everyday outlook on life.

In what way?

My general stance when describing the world is physicalism, which states that every phenomenon we witness can be explained as a manifestation of matter. But the only phenomenon that we are certain exists is conscious experience. Everything starts from experience; without mind, nothing matters.

So then the task you have as a physicalist is to identify the locus of consciousness. Here, I think, quantum mechanics has a unique advantage over classical mechanics – and it is directly related to the multiverse picture.

If the multiverse picture is correct, then there are a vast number of parallel worlds. But right now, you and I coexist in a definite, classical branch of the multiverse. So why do we witness this configuration and not the other ones? This is an opportunity to place consciousness in your physicalist theory. An attractive conjecture is that consciousness is how we experience the emergence of a unique classical reality out of the many that quantum physics tells us there are.

Consciousness seems like a very different kettle of fish to quantum physics. How can one be accommodated into the other?

I’m a disciple of Roger Penrose, who, in his 1989 book The Emperor’s New Mind, put forth the idea that consciousness involves a state of matter in quantum superposition, where a quantum object exists in multiple configurations at the same time. When the superposition collapses during a “measurement” process, one classical branch gets selected out of many possible branches and this implements a conscious moment. I always thought this was beautiful because then qualia – specific subjective experiences such as the redness of a rose or the feelings that music evokes – can naturally be encoded into the state that [the superposition] collapses into.Is there any way to test the idea that consciousness is quantum in origin?

There are already some insights coming from experiments with anaesthesia. Anaesthetics reversibly knock out your consciousness. You are still breathing, your heart is still pumping, but you can’t report conscious experiences anymore. However, even though anaesthetics are a medical godsend and in use for almost 180 years, we still have no clue how they work. Nobody understands it.

Interestingly, the simplest anaesthetics are inert gases like xenon. Even more peculiarly, there are reports that different isotopes of xenon, each of which has slight differences in mass and a quantum property called spin, have different anaesthetic potency. If that can be confirmed, then you can’t possibly explain this without considering quantum mechanics. I feel this is a smoking gun experiment.

And you have proposed another kind of experiment in a recent paper. Can you tell us a bit more about that?

Let’s first picture our brain as containing qubits, which are the basic units of information in quantum computing. I think that’s rather uncontroversial. Some researchers – like our colleague Stuart Hameroff, [the director of the Center for Consciousness Studies at the University of Arizona] – suggest that large protein structures in neurons called microtubules act as qubits. But any biophysicist or biochemist would say that, at the very least, on the level of molecules with electron clouds, there are quantum states in our brain – so we can be said to have qubits in our brains.

Then let’s say we have “N” qubits in our brain and “M” qubits in an external quantum computer, with the letters referring to a certain number of qubits. If a person could entangle their brain with this quantum computer, they could create an expanded quantum superposition involving “N+M” qubits. If we now tickle this expanded superposition to make it collapse, then this should be reported by the person participating in this experiment as a richer experience. That’s because in their normal conscious experience, they typically need “N” bits to describe the experience, but now they need “N+M” bits to describe it.

I call this the “expansion protocol”, as it would allow us to expand consciousness in space, time and complexity. In fact, if we can find a way to set up this experiment, and someone reports these richer experiences, then this would support our explanation that quantum processes generate consciousness.

What do you imagine it would be like to experience this expanded consciousness?

The number of bits per second that we are consciously aware of is not very large. Many things that you could potentially be consciously aware of you’re not. Let’s say the James Webb Space Telescope shoots a beautiful picture, we make a screensaver out of it and we admire it. We are not able to consciously behold all the information that’s in the myriads of photons streaming into the James Webb telescope. That’s an experience we are not able to have.

So, in principle, we could generate way richer experiences than we normally have using our default biological brain. Some extraordinary states of consciousness, such as those experienced under psychedelics, for example, may be sort of a preview of what you could expect here. Entangling one’s brain with a quantum computer could potentially unlock higher levels of consciousness, creativity and understanding.

Would this help you to understand the relationship between mind and matter?

We could use this experimental set-up to identify which quantum states of matter correlate to different qualia. We can do this by asking a person whose brain is entangled with a quantum computer about the specific characteristics of their feelings and measuring the qubits associated with those feelings.

How has considering this experimental concept changed how you think about the origin of conscious moments?

When I started to think about this experimental programme, I realised, oh, wait a minute, there’s actually an issue with Roger’s ideas. If I measure a qubit in the quantum computer, the superposition collapses into a state that instantly goes hand in hand with an experience in the person who is entangled with the computer. If this were to happen, then I could use this entanglement – a unique phenomenon in quantum mechanics where two or more particles become intrinsically linked – as a channel to transmit information faster than light.

So, when Roger associated conscious moments with the collapse of superpositions, this opened the possibility of faster-than-light communication, which goes against fundamental rules of physics. I don’t like this – I’m the more orthodox physicist on this point. But if, instead, we say that a conscious moment is experienced when a superposition forms, not when a superposition collapses, then this challenge with faster-than-light communication goes away.

In our experimental set-up, we could test which of these ideas is correct. In Penrose’s version, the richer experience would be felt when the superposition collapses. However, if conscious moments occur when superpositions form, then the richer experience would be felt as soon as the qubits in someone’s brain become entangled with the qubits of the quantum computer.

What other problems does flipping Penrose’s idea on its head help to solve?

The role of entanglement in the formation of conscious moments naturally explains our unified experience of reality. This is a well-known issue in neuroscience called the binding problem.

When we see an object, such as a face, neurons in the brain’s primary visual cortex fire in response to certain features being present, such as edges in certain orientations, creating the rough outline of a face. Then, this brain activity propagates to the higher visual cortices where richer facial features are represented. Our experience is distributed through the brain, rather than single neurons existing that fire to, say, represent your grandmother. We perceive holistically. So there is a disjoint between what we experience and the structure of our material brains. This is called the binding problem.

We can solve this by proposing that entanglement between qubits creates a unified conscious experience. Entanglement is the only true binding agent we have in physics, as it allows for the creation of holistic states where individual components are fundamentally interconnected. Thus, entanglement offers an elegant solution to the binding problem.

Will it ever be practically possible to entangle a human mind with a quantum computer?

At this point, the expansion protocol is technically still very challenging. But we can do a simpler warm-up experiment.

In recent years, researchers have become adept at growing little balls of human brain cells called brain organoids. We could use two qubits coupled via a brain organoid and carry out a Bell test – a quantum experiment that checks whether or not two systems are entangled. If we were to find that entanglement is needed to explain the results of this Bell test, then we can conclude that the brain organoid, at least in part, deserves a quantum mechanical description.

Maybe all the ideas I’ve been talking about turn out to be incorrect. But if it works, then you could ask, how is the quantum coupling best realised? Do you want to use photons? Do you want to use spin – a quantum property that atomic nuclei or electrons have? Or perhaps you want to use collective modes in microtubules.

How are these ideas about the quantum nature of consciousness received in your circles?

It’s an acquired taste. I’m often surprised how, among scientists, the nature of consciousness is considered a question one shouldn’t ask or be involved with. Whereas I think, look, when I have a toothache, this experience is very real, much more real than, say, the big bang or other constructs of science.

The philosopher of science Thomas Kuhn, in his book The Structure of Scientific Revolutions, said that before “normal science” can begin, there’s a “pre-paradigmatic” phase where we are still searching for the right framework to understand a phenomenon. I believe consciousness research has reached this inflection point. Our conjecture on what creates consciousness and our proposal on how to test it show that the nature of consciousness might be addressed with the methods of experimental science.

La pandémie due au corona virus aurait tué 15 millions de personnes dans le monde et infecté 400 millions d’autres en laissant à certains des handicaps à long terme. Elle a créé une récession économique pire que la crise de 1929.

Cependant sur l’échelle mondiale des pandémies, ses effets sont considérés comme modérés. Les experts préviennent que le monde doit se préparer à pire.

Mais quelle infection pourrait provoquer la prochaine pandémie ?. Les réponses ne manquent pas. La référence à la grippe espagnole qui après 1918 a tué des millions de personnes de par le monde n’a pas été oublié par les épidémiologues.

La diffusion du prochain virus par la voie aérienne est la plus à craindre. Tousser et même parler peut répandre très rapidement le virus aérien (air born), notamment dans les milieux urbains à forte densité. S’il est indispensable, le masque facial destiné rappelons le non à se protéger soi-même mais à protéger les autres au cas où vous sériez porteur d’un virus sans encore le savoir, est porté avec trop de négligence pour être suffisamment protecteur.

Le principal souci aujourd’hui résulte de la diffusion mondiale de la grippe aviaire dite H5N1 bird flu. Sur les 1000 cas humains reportés à ce jour, la moitié , soit 500, ont été mortels Voir https://www.cdc.gov/bird-flu/situation-summary/index.html.

Le coronavirus demeure menaçant. Des formes mutantes semblent avoir être identifiés, comme celle observée en 2021 dans un hôpital de Colombia https://www.cuimc.columbia.edu/news/topics/infectious-diseases/covid-19?page=0%2C8?page=0%2C8

Référence

NewScientist, p8, 4 january 2025

Des méthodes de téléprospection séismiques semblent montrer que la planète Mars voisine de la Terre disposerait d’un cœur solide analogue à celui de la Terre.

Il y a quelques années, l’atterrisseur de la Nasa nommé Insight Lander équipé d’un sismomètre permettant de prospecter jusqu’au centre de la planète Mars, avait détecté des ondes produites par des tremblements de terre martiens se heurtant à un centre solide supposé que celui-ci renverrait vers la surface

Depuis des chercheurs de l’université chinoise de science et de technologie ont montré par des mesures plus précises que le noyau solide de Mars était d’un rayon de quelques 600 kilomètres soit 1/5 du rayon de la planète elle-même. Ceci confirmerait l’hypothèse que Mars et la Terre sont de même origine..

Référence

Seismic Detection of a 600-km Solid Inner Core on Mars

Daoyuan Sun, Huixing Bi, Ningyu Sun, Zhu Mao, Mingwei Dai, Douglas Hemingway

This is a preprint; it has not been peer reviewed by a journal.

https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4423842/v1

Abstract

For rocky planets, the presence of a solid inner core has strong implications for the composition and thermal evolution of the core and for the planet’s magnetic history (refs.1-3). On Mars, geophysical observations have confirmed that the core is at least partially liquid (refs.4-7), but it has been unclear whether any part of the core is solid. Here we show from analysis of seismic data acquired by the InSight mission that Mars has a solid inner core. We identify two seismic phases, the deep core-transiting phase, PKKP, and the inner core boundary reflecting phase, PKiKP, indicative of the inner core. Our inversions constrain the radius of the Martian inner core to ~610±50 km, with a compressional velocity jump of ~30% across the inner core boundary. These inner core properties imply a concentration of distinct light elements, supporting inner core crystallization following a “snowing-core” model (ref.8), indicating a relatively low temperature on Mars. This finding provides an anchor point for understanding the thermal and chemical state of Mars. Additionally, the relationship between inner core formation and the Martian magnetic field evolution could offer critical insights into dynamo generation across planetary bodies.

Une batterie solide, également appelée batterie à électrolyte solide ou batterie tout solide désigne un type d’accumulateur électrique pour lequel l’électrolyte, placé entre l’anode et la cathode, est solide, sous forme d’une plaque de verre ou de gel. Voir Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Batterie_solide

La vente des véhicules neufs entièrement électriques est aujourd’hui en recul de 26% par rapport à nov. 2023 , que ce soit chez les particuliers ou les professionnels. CF Auto-Infos https://www.auto-infos.fr/article/le-vehicule-electrique-a-recule-de-3-en-2024.285308. Ceci serait du à la diminution des aides à l’achat de ce type de véhicules. Mais pourquoi de telles aides ? Elles seraient nécessaires pour vaincre les réticences à l’égard de l’achat et de l’entretien de l’important équipement sous forme des batteries traditionnelles dites au lithium-ion qu’exigent aujourd’hui les véhicules électriques. Ces batteries sont lourdes et dans certaines conditions peuvent être dangereuses.

Aussi bien, beaucoup d’espoir est mis aujourd’hui dans le développement de l’ usage des batteries solides. Celles- ci sont déjà de pratique courante quand il s’agit d’alimenter en électricité de petits équipement domestiques, tels que des brosses à dents. Mais avec les véhicules électriques, le besoin change de dimension.

Aujourd’hui, il faut des batteries plus légéres, plus sures et plus rapides à recharger. Les versions récentes de batteries tout solide semblent offrir la solution. Selon Toyota, une recharge de 10 minutes devrait permette de parcourir jusqu’à 1.200 kilomètres. Tous les autres constructeurs annoncent des flottes de démonstration. Plus prudent le géant chinois BYD parle de 2029

Selon l’Agence Internationale de l’Energie, le nombre de véhicules électriques dans le monde pourrait ainsi passer de 16,5 millions en 2021 à environ 350 millions en 2030.

L’Europe

Pour rester dans cette course, l’Europe a lancé l’initiative Battery 2030+, dotée de 150 millions d’euros. « Dans cette course, c’est pour l’instant l’Asie qui est en tête », avertit Corsin Battaglia.

La Chine est leader dans ce domaine. Mais juste derrière, la Corée du Sud espère se tailler la part du lion, avec ses trois principaux fabricants de batteries que sont Samsung SDI, LG Energy Solution et SK On.

Récemment, le gouvernement a d’ailleurs annoncé vouloir investir 15 milliards de dollars d’ici à 2030 pour faire partie du peloton de tête. Et le pays ne part pas de rien: un chercheur de l’Université Dankook, près de Séoul, a ainsi mis au point un matériau pour cette couche médiane des batteries « tout solide » ayant la meilleure conductivité ionique au monde, autrement dit la meilleure efficacité.

Aussi prometteuses qu’elles soient, les batteries « tout-solide » ne semblent toutefois pas encore totalement abouties: le matériau idéal, à la fois robuste et fiable, qui ne se dégrade pas trop vite, mais qui résiste bien aux multiples cycles de charges et décharges (jusqu’à un millier) et qui est facile à fabriquer tout en étant rentable à intégrer dans les accumulateurs, reste à élaborer. L’un des principaux problèmes est la formation de fissures dans cette couche solide, appelées « dendrites », qui peuvent ensuite être sources de courts-circuits dévastateurs.

La téléportation quantique est une technique de transmission d’information qui consiste à transférer l’état quantique d’un système vers un autre système similaire et distant, sans devoir transporter physiquement le système initial.

Source Wikipedia

En d’autres termes, c’est un moyen de transmettre l’information contenue dans un système quantique à un autre endroit, sans avoir à déplacer le système physique.

Ce transfert d’état quantique s’appuie sur le phénomène d’intrication quantique selon lequel deux parties d’un système quantique sont liées de manière à agir comme un seul système, même si elles sont séparées par de grandes distances. La téléportation quantique utilise cette « liaison » comme une ressource pour transférer l’état quantique d’un système à un autre en utilisant des processus de mesure et de correction d’erreur.

Pour rendre possible la téléportation d’états quantiques, les physiciens ont élaboré un protocole expérimental : « le protocole de téléportation quantique ».

 Le protocole de téléportation quantique

En 1993, Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres et William K. Wooters introduisent un protocole d’information quantique permettant de téléporter l’état quantique d’un qubit et le nomment : « téléportation quantique ».

En 2009, des chercheurs américains ont transféré de manière instantanée l’état quantique d’un atome d’ytterbium vers un autre, à un mètre de distance. Une expérience précédente n’avait permis de « franchir » que quelques millimètres. C’est la seule téléportation qui ait été expérimentalement mise en œuvre.

En 2016, deux équipes de chercheurs ont réussi à téléporter l’état quantique d’un photon sur des distances respectives de 6 et 12 km via des fibres optiques, exploitant toujours le phénomène d’intrication quantique.

En 2017, une équipe de physiciens chinois a mis en place le projet QUESS (Quantum Experiments at Space Scale, « Expériences quantiques à l’échelle spatiale »), aboutissant au record de distance de téléportation quantique avec un effet EPR via des paires de photons « intriqués » transmises par un satellite (le satellite Mozi, nommé en l’honneur d’un philosophe chinois du même nom). Cette expérience a montré qu’un effet EPR était toujours présent même si les photons intriqués étaient répartis entre deux villes, ici Delingha et Lijiang, distantes d’environ 1 200 km. Un mois plus tard, l’équipe a battu ce record, atteignant 1 400 km. Les états quantiques ont été téléportés entre des paires de photons distantes de 500 à 1 400 km, selon la position du satellite par rapport à la source de photons au sol, installée à Ngari, au Tibet. Aucune expérience antérieure n’avait permis une téléportation quantique entre la Terre et l’espace.

Effet EPR L’effet de perméabilité et de rétention améliorées (EPR) est un concept controversé selon lequel les molécules de certaines tailles (généralement des liposomes, des nanoparticules et des médicaments macromoléculaires) ont tendance à s’accumuler dans les tissus tumoraux beaucoup plus que dans les tissus normaux .

https://reynal.etis-lab.fr/docs/quantum/be/TeleportQuant_PLS_272_036_044.pdf

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C’est le cas en ce qui concerne de nouveaux carburants maritimes dits Zero-Carbon censés réduire les taux de gaz carbonique rejetés tant en mer que dans l’atmosphère par les fiouls traditionnels. Il s’agira d’un carburant à base d’ammoniaque dite verte, produit à partir d’hydrogène et d’azote et visant à réduire les émissions de CO2 par le trafic maritime actuel.

Prochainement 3 cargos utilisant ce carburant seront mis en service. De nombreux autres pourraient suivre.

Il y aura une contrepartie, une augmentation de la pollution par l’azote. D’importantes quantités d’azote rejetées en mer ou dans l’atmosphère auront des effets négatifs. En mer notamment elles pourraient encourager la prolifération d’algues nuisibles. De l’oxyde nitrique pourrait par ailleurs être produit en grande quantité, avec des effets nuisibles y compris sur l’homme.

Référence

1. nature reviews earth & environment  
2. review articles  

• Published: 10 September 2024
• Nitrogen management during decarbonization
  
• Xin Zhang, others
• Nature Reviews Earth & Environment 
• volume5, 
• pages 717–731 (2024)
  
• Abstract

Decarbonization is crucial to combat climate change. However, some decarbonization strategies could profoundly impact the nitrogen cycle. In this Review, we explore the nitrogen requirements of five major decarbonization strategies to reveal the complex interconnections between the carbon and nitrogen cycles and identify opportunities to enhance their mutually sustainable management. Some decarbonization strategies require substantial new nitrogen production, potentially leading to increased nutrient pollution and exacerbation of eutrophication in aquatic systems. For example, the strategy of substituting 44% of fossil fuels used in marine shipping with ammonia-based fuels could reduce CO2 emissions by up to 0.38 Gt CO2-eq yr−1 but would require a corresponding increase in new nitrogen synthesis of 212 Tg N yr−1. Similarly, using biofuels to achieve 0.7 ± 0.3 Gt CO2-eq yr−1 mitigation would require new nitrogen inputs to croplands of 21–42 Tg N yr−1. To avoid increasing nitrogen losses and exacerbating eutrophication, decarbonization efforts should be designed to provide carbon–nitrogen co-benefits. Reducing the use of carbon-intensive synthetic nitrogen fertilizer is one example that can simultaneously reduce both nitrogen inputs by 14 Tg N yr−1 and CO2 emissions by 0.04 (0.03–0.06) Gt CO2-eq yr−1. Future research should guide decarbonization efforts to mitigate eutrophication and enhance nitrogen use efficiency in agriculture, food and energy systems.

Les scientifiques ont depuis longtemps imaginé le concept d’espace/temps, dans lequel l’espace et le temps se conjuguent . Le continuum espace-temps comporte quatre dimensions : trois dimensions pour l’espace, « x », « y » et « z », et une pour le temps, « t ».

Un événement se positionne dans le temps et l’espace par ses coordonnées « ct », « x », « y », « z », qui dépendent toutes du référentiel temps. Il est très difficile de s’imaginer que l’échelle des durées ne soit pas la même suivant le référentiel dans lequel on mesure, mais c’est bien le cas : elle n’est donc pas absolue ; il en va de même pour l’espace : la longueur d’un objet peut être différente selon le référentiel de mesure.

Mais n’y a-t-il pas un facteur plus fondamental ? Au lieu des 3 dimensions d’espace et de l’unique dimension de temps, l’univers pourrait-il être représenté par une structure originale en 3D ? Etudier celle-ci pourrait conduire à une Théorie du Tout ( theory of everything) 

L’hypothèse est que le concept d’espace-temps est dépassé . Il doit être remplacé par un concept beaucoup plus abstrait; celui de la fonction d’onde quantique de l’univers.

La fonction d’onde quantique de l’univers

La signification de la fonction d’onde de l’Univers a été activement débattue dans les années 1980. Dans la plupart des travaux sur la cosmologie quantique, il est admis que la fonction d’onde est une amplitude de probabilité pour que l’Univers ait une certaine géométrie spatiale, ou se trouve en un point du superespace de Wheeler.

Il semble que la fonction d’onde donne une description objective maximale compatible avec la théorie quantique. Cependant, la distribution de probabilité ne dépend pas du temps et ne prend pas en compte l’existence de notre Univers en évolution macroscopique.

Ce que nous souhaitons savoir, c’est comment les processus quantiques dans l’Univers primitif ont déterminé l’état de l’Univers actuel dans lequel nous sommes capables d’observer les conséquences macroscopiques de ces processus quantiques. Comme alternative à la gémétrodynamique quantique de Wheeler-DeWitt, nous considérons l’image qui peut être obtenue dans l’approche de l’espace de phase étendu pour la quantification de la gravité. La fonction d’onde dans cette approche décrit différents états de l’Univers qui correspondent à différentes étapes de son évolution.

Source
Sur la signification de la fonction d’onde de l’Univers
Vol. 28, n° 13, 1941009 (2019)
Revue internationale de physique moderne https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0218271819410098)

On sait que les batteries au lithium sont devenues incontournables pour stocker à bord l’énergie électrique dont les véhicules à moteur électrique ont besoin pour tourner. Elles sont dites batteries litium-ion car l’une des électrodes de ces batteries sont fabriquées avec du lithium, plutot qu’avec du plomb dans les batteries traditionnelles. Il en résulte entre autres un gain de poids considérable.

Malheureusement pour l’industrie automobile occidentale, la Chine disposait jusqu’à présent des plus importants gisements de lithium disponible dans le monde. Ceci permettait à l’industrie automobile chinoise de pratiquer à l’exportation des prix sensiblement moins élevés que ceux de la concurrence. L’industrie automobile américaine était une des premières à en souffrir, notamment à l’exportation.

Pour accroître cet avantage, les pouvoirs publics chinois ont récemment décidé de mettre en service trois lignes ferroviaires permettant de transporter par fer plutôt que par la route les batteries exportées. Il en résultera des gains de temps et de main d’oeuvre importants.

Voir ci-dessous Références note 1

Ceci dit, étonnante coïncidence, les autorités américaines viennent d’annoncer la découvertes d’un gisement de lithium considérable, capable de satisfaire pendant plusieurs années les besoins du monde entier. Ce minerai ne pourra pas être mis en exploitation dans l’immédiat, mais on peut prévoir qu’il viendra rapidement concurrencer le lithium chinois. Il aura l’avantage de pouvoir être utilisé sur place, sans être obligé de parcourir en train un quart de la planète.

Voir ci-dessous Références note 2

Références

1. https://chine.in/actualite/photos-premier-essai-transport-ferroviaire_176840.html
2. https://www.20minutes.fr/economie/auto/4052808-20230913-voiture-electrique-plus-grand-gisement-lithium-decouvert-usa
   Des volcanologues viennent de découvrir, à la frontière des Etats de l’Oregon et du Nevada, ce qu’ils pensent être la plus grande réserve mondiale de lithium, matériau primordial dans le développement de la voiture électrique à batterie. Le gisement contiendrait 120 millions de tonnes de lithium, soit 12 fois plus que ce qui était jusque-là considéré comme le plus grand gisement du monde, en Bolivie.Mieux encore, la teneur en lithium du minerai de cet ancien site volcanique serait très élevée, et contiendrait donc très peu de déchets. Selon les experts, cette réserve pourrait suffire à alimenter la demande du secteur de l’automobile électrique pour plusieurs décennies, même en tenant compte de la croissance potentiellement exponentielle de la demande. L’exploitation minière du site pourrait démarrer dès 2026.

L‘astéroïde vient de dépasser pour la première fois le seuil des 1% de risque de collision avec la Terre fixé par le Réseau international d’alerte aux astéroïdes.

Découvert en décembre 2024 grâce à un télescope au Chili, l’astéroïde 2024 YR4 a aujourd’hui 1,6 % de chance de toucher la Terre en 2032, selon la Nasa.

Un risque très bas, mais loin d’être négligeable. Il est en effet « très rare que la probabilité (d’impact) dépasse les 1 % », relève Bruce Betts, de l’organisation américaine Planetary Society. Et cette évaluation pourrait évoluer à la baisse comme à la hausse dans les mois et années à venir. « Il y a de fortes chances que non seulement il ne frappe pas la Terre, mais que dans les mois ou les années à venir, la probabilité tombe à zéro »

Malgré ce faible risque, une surveillance accrue est de mise. S’il venait à toucher la Terre, 2024 YR4, de taille aujourd’hui estimée entre 40 m et 100 m de large, pourrait causer des dégâts considérables. « S’il tombait au-dessus de Paris, Londres ou New York, cela anéantirait pratiquement toute la ville et une partie de la région environnante »

Les dommages pourraient ainsi « s’étendre jusqu’à 50 km du site d’impact », évalue un document du Réseau international d’alerte aux astéroïdes (IAWN).

La dernière fois qu’un objet de ce type a heurté la Terre, nous pensons que c’était au début des années 1900 à Toungouska, dans une région isolée de Sibérie », rapporte Andrew Rivkin, astronome à l’université Johns Hopkins. Et si ce scénario venait à se reproduire, « on s’attendrait à ce que l’astéroïde se brise dans l’atmosphère » en plusieurs morceaux, estime-t-il. Avec un impact potentiellement plus de 500 fois plus puissant que la bombe nucléaire d’Hiroshima.

Cependant, si l’astéroïde venait à toucher terre, nous savons où cela serait », poursuit Andrew Rivkin. La zone d’impact possible comprend la partie orientale de l’océan Pacifique, le nord de l’Amérique du Sud, l’océan Atlantique, l’Afrique, la mer d’Arabie et l’Asie du Sud.

Si l’astéroïde venait à tomber en plein océan, la menace pour l’homme serait minime. Ce serait différent si c’était sur un continent, ou encore près d’une île ou des côtes, un tel impact faisant courir le risque d’un tsunami.

Quoi qu’il en soit, si ce risque venait à se confirmer, l’humanité disposerait de suffisamment de temps pour se préparer. Des scientifiques travaillent depuis des années au développement de moyens de défense planétaire, insiste l’astronome, qui a lui-même participé à une mission de la Nasa ayant réussi à changer la trajectoire d’un astéroïde inoffensif.

« Je ne vois pas pourquoi cela ne fonctionnerait pas à nouveau » reconnaissant toutefois que l’emploi de telles mesures, la plupart n’ayant encore jamais été testées dans l’espace, dépendrait du bon vouloir des pays disposant de moyens spatiaux.

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