16/08/2024 Les supercomportements quantiques. Comment créer de l’énergie à partir de rien?

En mécanique quantique, il ne faut pas craindre les paradoxes.

Ainsi une nouvelle recherche montre qu’un tout peut être plus grand que la somme de ses parties. Plus précisément plusieurs états quantiques de basse énergie peuvent être conjugués afin de former un état dont les régions sont douze fois plus énergétiques que chacune les composantes.

Rappelons qu’une des révélations la plus choquante de la mécanique quantique est que chaque objet peut y être vu comme une onde.

Ainsi Andrew Jordan de l’université Chapman, Californie, a découvert une méthode permettant d’obtenir des états quantiques qui devraient n’avoir que peu d’énergie mais qui en fait en ont beaucoup à conjuguer.

Lui-même et un de ses collègues de l’université Chapman, Yakir Aharonov, avaient découvert dans les années 1990 un phénomène qu’ils nommèrent « superoscillation » .

Toutes les ondes peuvent être décomposées en plusieurs ondes sinusoïdales dotées de leurs propres fréquences . Si l’on agrandit une petite région de l’onde principale, il apparaît éventuellement que la somme des ondes peut onduler plus vite que la plus rapide d’entre elle, formant une superoscillation.

En généralisant, ils montrèrent mathématiquement que plusieurs états quantiques d’énergie quasi nulle peuvent à l’occasion fusionner en un état de grande énergie.

Malheureusement, compte tenu de l’imprévisibilité propre au monde quantique il ne leur pas encore apparu comment donner à ce phénomène des applications utilisables dans le monde quotidien. Mais il s ‘agira d’une question à suivre.

Référence

Superphenomena for arbitrary quantum observables

Andrew N. Jordan, Yakir Aharonov, Daniele C. Struppa, Fabrizio Colombo, Irene Sabadini, Tomer Shushi, Jeff Tollaksen, John C. Howell, and A. Nick Vamivakas

Phys. Rev. A 110, 012206 – Published 8 July 2024

Abstract

Superoscillations occur when a globally band-limited function locally oscillates faster than its highest Fourier component. We generalize this effect to arbitrary quantum-mechanical operators as a weak value, where the preselected state is a superposition of eigenstates of the operator with eigenvalues bounded to a range, and the postselection state is a local position. Superbehavior of this operator occurs whenever the operator’s weak value exceeds its eigenvalue bound. We give illustrative examples of this effect for total angular momentum and energy. In the latter case, we demonstrate a sequence of harmonic oscillator potentials where a finite-energy state converges everywhere on the real line, using only bounded superpositions of states whose asymptotic energy vanishes—“energy out of nothing.” This limit requires postselecting the particle in a region whose size diverges in the considered limit. We further show in this example that the superenergy is associated with superoscillations in time with a rate given by the local superenergy divided by the reduced Planck’s constant. This example demonstrates the possibility of mimicking a high-energy state with coherent superpositions of nearly zero-energy states for as wide a spatial region as desired. We provide numerical evidence of these features to further bolster and elucidate our claims.

16/08/2024 Les futures bases lunaires devront être enterrées

Les astronautes de la Nasa ayant accompli dans le cadre des deux missions Appolo en avril et décembre 1972 de courts séjours sur la Lune ne savaient pas qu’ils avaient été ce faisant gravement irradiés par ce que l’on nomme désormais des tempêtes solaires radioactives (radiation storm).

Depuis, dans la préparation de la future mission Artémis qui comportera des séjours de longue durée sur la Lune, la Nasa est obligée de tenir compte des analyses de deux scientifiques chinois de l’Université des Sciences et des Technologies de Chine à Hefei. Ceux-ci ont estimé l’épaisseur de sols lunaires dits régolith nécessaire pour protéger les futures missions lunaires de longue durée des tempêtes radioactives et plus généralement de l’irradiation à laquelle est soumise en permanence la surface de la Lune.

Deux types de radiations sont principalement à considérer, qui peuvent tous deux présenter des risques mortels. Il s’agit des rayons cosmiques galactiques d’arrière fond qui provoquent des risques aigus de cancer et des particules solaires énergétiques associées aux tempêtes solaires (SEPs) qui affectent la production de globules rouges et de la moelle osseuse. Des pics de radiation en sous-sol, à une profondeur d’1 à 2 mètres, peuvent en résulter, comportant l’émission de neutrons.

Par contre des bases enterrées d’au moins 3 mètres, semblent devoir assurer une protection suffisante. Mais en l’absence des grottes naturelles qui se rencontrent en certaines régions lunaires, la réalisation de ces bases suppose un outillage important dont l’on ne peut envisager le transport à partir de la Terre.

Une meilleure prédiction des tempêtes solaires sera enfin nécessaire pour assurer la protection des astronautes se livrant à des travaux à l’extérieur de ces bases.

Référence

https://gb.readly.com/magazines/new-scientist/2024-08-01/66aa519293b5215036d13cf3

16/08/2024 La révolution de l’intelligence artificielle générale IAG pourrait arriver plus tôt que prévu




Une entreprise américaine, SingularityNet, compte faire entrer l’IA dans l’ère des IA générales de niveau humain grâce à un puissant réseau de supercalculateurs. Le premier d’entre eux sera activé dès septembre

L’IAG, c’est-à-dire l’intelligence artificielle générale, est le futur paradis de l’IAG. Fonctionnant de façon totalement différente des IA génératives reposant sur des grands modèles de langage (LLM), elle sera capable d’apprendre d’elle-même à accomplir intelligemment des tâches propres aux humains . Pour le moment, nous n’en sommes qu’aux balbutiements et les entreprises du secteur misent surtout sur les IA génératives qui, selon l’un des experts mondiaux de l’IA, Yann LeCun, n’ont pas vraiment d’avenir.

L’IAG pourrait faire ses preuves prochainement grâce son nouveau réseau de supercalculateurs. Son P.-D.G. Ben Goertzel a en effet déclaré à LiveScience que son « réseau informatique cognitif à plusieurs niveaux » sera essentiel pour faire évoluer l’IA vers l’IAG.

Ce réseau de supercalculateurs  est doté de plusieurs types avancés de composants, dont des GPU NVIDIA L40S, H200 ou des systèmes GB200 Backwell et des AMD Instinct et Geona. Au lieu de nécessiter un puissant système, l’idée des AGI consistera à terme à réduire le besoin de données pour augmenter la capacité de calcul et d’énergie nécessaires.

Dans un premier temps, ces réseaux de supercalculateurs seront nécessaires pour assurer la transition entre l’apprentissage actuel sur les données et aboutir aux capacités de raisonnement humain. L’ensemble utilisera donc à la fois des réseaux neuronaux profonds qui imitent les fonctions du cerveau humain, les LLM précités e t les systèmes multimodaux qui analysent les comportements humains tels que la parole et les mouvements.

Ce réseau mondial de supercalculateurs cumulera la puissance de calcul indispensable à cette transition vers l’IAG. Le réseau sera animé par un logiciel chef d’orchestre,, qui supervisera le réseau et assurera sa protection. Le premier de ces supercalculateurs sera mis en service dès le mois prochain.

On en conclura que dans un premier temps l’IAG ne sera pas à la porté du premier informaticien venu.

15/09/2024 Les réacteurs nucléaires de 4e génération

Plusieurs pays investissent dorénavant dans les réacteurs nucléaires à fission dits de 4e génération. Quelles sont les caractéristiques de ces nouveaux réacteurs ?

L’énergie nucléaire de quatrième génération (ou Génération IV) implique un système d’usines de fabrication de combustible et d’installations de retraitement qui, ensemble, permettent de surmonter certaines des lacunes des centrales nucléaires actuelles.

Pour être classé dans la catégorie Génération IV, un système doit répondre, ou au moins avoir la capacité de répondre, aux critères suivants :

  • il est beaucoup plus économe en combustible que les centrales actuelles ;
  • il est conçu de manière à ce que les accidents graves ne soient pas possibles, c’est-à-dire qu’un dysfonctionnement à l’intérieur de l’installation ou un événement extérieur (tel qu’un tremblement de terre)n’entraine pasle rejet de matières radioactives vers l’extérieur ;
  • le système dans son ensemble est économiquement compétitif par rapport à l’énergie nucléaire actuelle, et même par rapport à d’autres moyens de production d’énergie ;
  • le cycle du combustible est conçu de telle sorte que l’uranium et le plutonium ne soient jamais séparés (« divergés ») mais seulement présents en mélange et avec d’autres éléments. Il est ainsi plus difficile de fabriquer des armes nucléaires avec ce matériau.

La plupart des réacteurs actuellement en service sont de la deuxième et de la troisième génération, mais la Chine a démarré avec succès un premier réacteur de quatrième génération avec son projet de démonstration de lit de galets modulaire refroidi au gaz à haute température (high-temperature gas-cooled modular pebble bed ou HTR-PM) fin décembre 2021.

Un certain nombre de pays ont investi beaucoup d’argent dans le développement de réacteurs de quatrième génération. Alors que l’Europe a pris du retard par rapport à la Russie, la Chine, le Japon et l’Inde, la France a relancé le rythme de ses investissements – notamment avec l’annonce gouvernementale récente de construire plusieurs réacteurs nucléaires de nouvelle génération.

Le principal objectif aujourd’hui dans ce contexte : concevoir des réacteurs capables de détruire les radioéléments à longue durée de vie présents dans le combustible usé tout en produisant du combustible neuf.

15/09/2024 IA s génératives et libertés publiques

On se souvient que X.com, alors Twitter, avait subi de vastes restrictions d’accès à ses données au mois de juillet 2023. Peu après, Elon Musk, patron de Twitter, s’était expliqué sur l’origine de ces bugs qui affectaient le réseau social.

Il avait précisé que Twitter allait restreindre temporairement la lecture des tweets provenant de ses utilisateurs pour contenir l’utilisation massive de données dont dispose le réseau social par des tiers, notamment afin d’alimenter les modèles d’intelligence artificielle.

Concrètement, la plateforme avait limité la lecture à 6.000 messages par jour pour les comptes vérifiés, à 600 pour les utilisateurs non vérifiés et 300 pour les nouveaux comptes non vérifiés. À l’époque, Elon Musk disait vouloir combattre l’utilisation illégale des données de son réseau par les développeurs d’IA génératives.

En fait, il semblait vouloir garder ces données pour lui-même. Le tout nouveau chatbot qu’il vient de présenter, et qui prend le nom de « Gork », aura pour spécificité d’être le seul à être connecté en direct aux données personnelles ou non que les usagers déposent sur la plateforme

.« Grok dispose d’un accès en temps réel aux informations via la plateforme, ce qui constitue un avantage considérable par rapport à d’autres modèles » a-t-il indiqué en présentant Gork.

Elon Musk avait notamment accusé ChatGPT d’être idéologiquement biaisé. Le trouvant trop « woke », c’est-à-dire trop progressiste et sensibles aux idéologies racialistes, il avait alors décidé de se lancer lui-même dans l’aventure des IA génératives en recrutant une équipe, qui devait donner naissance à une intelligence artificielle plus conforme à ses aspirations libertariennes.

Les spécialistes du renseignement civil et militaire n’ont cependant aucun doute. Les premiers utilisateurs de ces données seront si nécesssaire la CIA et les 19 Defense Intelligence Agency (DIA)  américaines


14/09/2024 Probabilités de disparition de l’AMOC dans le demi-siècle

 Les courants d’eau chaude qui rejoignent l’Europe sont aujourd’hui appelés par les climatologues la circulation de retournement (en anglais Atlantic meridional overturning circulationAMOC). Cette circulation est composée d’eaux chaudes originaires du Golfe du Mexique qui rejoignent les côtes européennes avant de se refroidir, de bifurquer et de plonger en profondeur entre le sud du Groenland et le Labrador. Son fonctionnement est complexe et elle connaît d’importantes variations saisonnières et interannuelles. Le Gulf Stream est le plus connu de ces courants.

Par l’intermédiaire des masses d’air circulant d’ouest en est et se réchauffant à son contact, la circulation de retournement joue un rôle régulateur dans les climats d’Europe du nord-ouest, qu’on a appelé à tort « tempérés » malgré leur très grande variabilité et leur saisonnalité très contrastée et marquée par les extrêmes. Les modélisations actuelles n’annoncent pas la disparition de la circulation de retournement dans un avenir prévisible, mais elles indiquent qu’elle pourrait connaître des perturbations entraînant des hivers plus froids et des étés plus caniculaires, dans un contexte de réchauffement moyen de l’atmosphère terrestre soumis à de fortes variations locales.

Cependant une nouvelle étude due à René van Westen de l’Université d’Utrecht suggère que l’AMOC pourrait disparaître entre 2035 et 2064. On en trouvera ci-dessous les références et l’abstract.

Il en résulterait une rapide élévation du niveau moyen de la mer sur les côtes atlantiques de l’Amérique du Nord, un refroidissement des températures en Europe du Nord et des perturbations dans le rythme et l’intensité des moussons. Les probabilités de ces événements sont calculés à partir d’un certain nombre d’indices de références dit Early Warnings Signals tels que les températures de l’eau et le niveau de salinité. Mais ceux-ci sont trop récents et trop incertains pour permettre de prévoir l’avenir avec sécurité.

Il n’empêche qu’il convient d’être plus que jamais attentif à la nécessité de réduire la production des gaz à effets de serre, à commencer dans l’hémisphère Nord.

NB. Certains font valoir que ce phénomène serait le bienvenu en Europe du Nord, dont les côtes conserveraient longtemps un climat tempéré, voire glacial.

Référence

Probability Estimates of a 21st Century AMOC Collapse

Emma J.V. SmoldersRené M. van WestenHenk A. Dijkstra

There is increasing concern that the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) may collapse this century with a disrupting societal impact on large parts of the world. Preliminary estimates of the probability of such an AMOC collapse have so far been based on conceptual models and statistical analyses of proxy data. Here, we provide observationally based estimates of such probabilities from reanalysis data. We first identify optimal observation regions of an AMOC collapse from a recent global climate model simulation. Salinity data near the southern boundary of the Atlantic turn out to be optimal to provide estimates of the time of the AMOC collapse in this model. Based on the reanalysis products, we next determine probability density functions of the AMOC collapse time. The collapse time is estimated between 2037-2064 (10-90% CI) with a mean of 2050 and the probability of an AMOC collapse before the year 2050 is estimated to be 59 +/- 17%.

Subjects:Atmospheric and Oceanic Physics (physics.ao-ph)
Cite as:arXiv:2406.11738 [physics.ao-ph]
 (or arXiv:2406.11738v1 [physics.ao-ph] for this version)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2406.11738

14/09/2024 A la rencontre des étoiles primordiales

Pour plus de détails, voir NewScientist
30 AUGUST 2024
P 37

Une équipe d’astronomes de Cambridge, dirigée par Roberto Maiolino a étudié GN-z11 avec les deux instruments du JWST’s capables de travailler dans la spectroscopie proche de l’infra-rouge, la Near-Infrared Camera (NIRCam) et le Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec). Ils ont pu y observer la première génération d’étoiles dite population III stars,
ainsi qu’ un trou noir supermassif absorbant des quantités considérables de matière et grandissant à un rythme accéléré.

Le calcul de l’âge des étoiles se fait en considérant l’importance des éléments lourds qu’elles contiennent. Ceux-ci proviennent des premières générations d’étoiles qui à leur mort faut de combustible les ont rejetés dans l’espace et que les étoiles plus récentes ont recyclés lors de leur formation. Les étoiles les plus jeunes, datant des cinq à six milliards d’années précédentes, sont dites de Population I . C’est le cas de notre soleil.

Viennent ensuite les étoiles de Population 2, que l’on peut observer dans les parties les plus anciennes de notre galaxie, la Voie Lactée. Aucun étoile de Génération 3 n’avait jusqu’alors été détectée. Leur existence était jusqu’à présent considérée comme hypothétique.

D’où l’importance de l’observation relatée ici

Référence

JWST-JADES. Possible Population III signatures at z=10.6 in the halo of GN-z11

Authors Roberto Maiolino,  and others

Finding the first generation of stars formed out of pristine gas in the early Universe, known as Population III (PopIII) stars, is one of the most important goals of modern astrophysics. Recent models have suggested that PopIII stars may form in pockets of pristine gas in the halo of more evolved galaxies. We present NIRSpec integral field spectroscopy and micro-shutter array spectroscopic observations of the region around GN-z11, an exceptionally luminous galaxy at z=10.6, that reveal a greater than 5 sigma detection of a feature consistent with being HeII1640 emission at the redshift of GN-z11. The very high equivalent width of the putative HeII emission in this clump (log(EW_rest(HeII)/A) = 1.79) and a lack of metal lines can be explained in terms of photoionisation by PopIII stars, while photoionisation by PopII stars is inconsistent with the data. The high equivalent width would also indicate that the putative PopIII stars likely have an initial mass function with an upper cutoff reaching at least 500 Msun. The PopIII bolometric luminosity inferred from the HeII line would be 7 x 10^9 Lsun, which would imply a total stellar mass formed in the burst of about 2 x 10^5 Msun. We find that photoionisation by the active galactic nucleus (AGN) in GN-z11 cannot account for the HeII luminosity observed in the clump but can potentially be responsible for an additional HeII emission observed closer to GN-z11. We also consider the possibility of in situ photoionisation by an accreting direct collapse black hole hosted by the HeII clump. We find that this scenario is less favoured, but it remains a possible alternative interpretation. We also report the detection of a Ly-alpha halo stemming out of GN-z11 and extending out to about 2 kpc as well as resolved funnel-shaped CIII emission likely tracing the ionisation cone of the AGN.

Comments:A&A in press, 15 pages, 9 figures; replaced with accepted version
Subjects:Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA); Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
Cite as:arXiv:2306.00953 [astro-ph.GA]
 (or arXiv:2306.00953v3 [astro-ph.GA] for this version)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.00953
Journal reference:A&A 687, A67 (2024)
Related DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347087


13/09/2024 Champions de la longévité  avec plus de 400 ans de durée de vie.

https://www.lemonde.fr/sciences/article/2024/08/13/ce-requin-dont-le-c-ur-ne-vieillit-pas-ou-si-peu_6278995_1650684.html

Vivre plusieurs siècles dans une eau glacée et la nuit éternelle , c’est le destin du requin du Groenland, espèce qui détient le record de longévité chez les vertébrés. Au moins trois cents, et peut-être cinq cents ans, selon une étude publiée en 2016.

Des scientifiques s’intéressent aux mécanismes qui pourraient expliquer la longévité exceptionnelle de ce poisson géant, qui peut atteindre 5 mètres. Depuis une décennie, les publications scientifiques s’accumulent, et le mystère s’éclaircit peu à peu.

« La première hypothèse, indique John Steffensen, professeur de biologie marine à l’université de Copenhague, au Danemark, qui organise des expéditions scientifiques pour étudier l’animal, c’est qu’il vit à très basse température. » Entre − 1,8 °C et 7,5 °C. Contrairement aux mammifères, qui maintiennent leur corps à une température constante, la température des requins suit celle de leur environnement. Quelques centaines de mètres sous la banquise, le corps du requin du Groenland descend à − 1,8 °C, le point de congélation de l’eau de mer. Si bas que son métabolisme, l’ensemble des réactions biologiques et chimiques de ses cellules, est très ralenti.

Une autre raison, c’est son mode de vie, avance Holly Shiels, professeure à la division des sciences cardio-vasculaires de l’université de Manchester, au Royaume-Uni. Il habite les profondeurs de l’océan, un lieu difficile d’accès pour les humains. Et il a très peu d’autres prédateurs. L’animal est lent, très lent. « Même quand on le relâche, il s’éloigne tout doucement

Une lenteur qui touche aussi son cœur. David McKenzie, directeur de recherche au CNRS (Montpellier), a plongé des requins dans une piscine sur un port de l’île de Disko, au Groenland, pour réaliser des électrocardiogrammes. « Leur cœur bat 4 à 6 fois par minute au repos », précise-t-il.

Une théorie, dite du « pace-of-life » (« rythme de la vie »), lie la longévité à la « rapidité » des fonctions métaboliques. Un colibri a un métabolisme et une fréquence cardiaque très rapides et vit environ trois ans. Le requin du Groenland, avec son métabolisme ralenti par le froid et son cœur très lent, vivrait au moins trois siècles. Mais cette théorie ne permet pas d’expliquer à elle seule sa longévité : « D’autres espèces arctiques ont la même fréquence cardiaque, mais des espérances de vie de vingt ou quarante ans. Il y a donc quelque chose de particulier chez lui. »

Le Français Pierre Delaroche a fait sa thèse en sciences cardio-vasculaires dans l’équipe de la biologiste britannique. Il a observé au microscope électronique les cellules cardiaques du requin. Des cellules qui semblent échapper au vieillissement. L’architecture du noyau, qui reflète l’activité des gènes, n’évolue pas avec l’âge. « Et on a observé que la quantité de mitochondries, ces petites usines de production de l’énergie cellulaire, ne diminue pas, contrairement à ce que l’on observe chez les mammifères ».

Chez les humains, l’incidence des maladies cardio-vasculaires augmente avec l’âge. « Nous ne produisons pas, ou très peu, de nouvelles cellules cardiaques. Donc notre cœur a notre âge », explique Holly Shiels. Quand nous vieillissons, il devient plus rigide – un phénomène appelé fibrose – et se remplit moins bien. « Nous avons montré que la fibrose augmente aussi avec l’âge chez le requin du Groenland, mais nous avons observé un dépôt de collagène, qui la compense, car c’est une protéine élastique. » Le cœur du requin, même à 300 ans, resterait donc souple, et pourrait garder un fonctionnement normal.

Avec son équipe, elle a aussi observé les artères coronaires, nourricières du cœur de l’animal : « Entre deux individus, l’un de 40 ans et l’autre de 200 ans, nous n’avons observé aucune différence. La maladie coronarienne, cause fréquente de dysfonctionnement cardiaque chez l’humain âgé, semble absente chez le requin du Groenland. » Le cœur humain et celui du requin sont différents dans leur anatomie, mais les mécanismes du vieillissement seraient communs

Au-delà du cœur, l’équipe britannique s’intéresse au métabolisme de ses muscles. Ewan Camplisson, doctorant, a étudié ses enzymes.

Sur les enzymes voir Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/Enzyme

Chez la plupart des animaux, la production et l’activité de ces agents qui travaillent sur la chaîne des réactions chimiques dans les cellules, tendent à diminuer avec l’âge. Mais pas chez le requin du Groenland. « Cela suggère que son métabolisme est spécial, et n’est probablement pas influencé par le vieillissement », avance Ewan Camplisson, qui a présenté ses résultats au congrès de la Société de biologie expérimentale, à Prague.

Alors, la réponse se cacherait-elle dans ses gènes ? « Pour l’instant, personne ne sait encore combien de chromosomes il possède ! »précise John Steffensen. L’étude de son code génétique ne fait que commencer. Le biologiste s’est associé à d’autres équipes pour le décrypter.

Le requin du Groenland recèle bien d’autres mystères. Personne ne sait vraiment jusqu’où s’étend son aire de répartition. En 2013, un spécimen de près de 4 mètres a été pêché dans le golfe du Mexique, à plus de 1 800 mètres de profondeur. « C’est inhabituel sous ces latitudes, mais nous pensons qu’on peut le trouver dans tout l’Atlantique Nord, très profondément, dans les eaux froides », seon le chercheur danois, qui équipe des requins de balises GPS pour mieux comprendre leurs migrations.

Une autre question intrigue particulièrement : où naissent et vivent les petits ? Les chercheurs interrogés racontent n’avoir presque jamais observé de jeunes. La grande majorité des individus capturés mesurent au moins 2 mètres, des quinquagénaires. « Pourquoi ne voyons-nous jamais de petits ? Est-ce qu’ils ont disparu parce qu’on a tué toutes les mères entre 1890 et la seconde guerre mondiale ? », s’interroge John Steffensen. En effet une génération entière aurait été anéantie à cette époque où le requin du Groenland était pêché pour l’huile de son foie, utilisée, comme celle des baleines, pour l’éclairage et l’industrie. Or, les chercheurs estiment que les femelles n’atteignent la maturité sexuelle qu’autour de 140 ans, et que leur gestation dure sept à huit ans. Un rythme de reproduction extrêmement lent, qui rend l’espèce particulièrement vulnérable.

Aujourd’hui les scientifiques craignent qu’il ne soit déjà menacé par le réchauffement climatique. Son habitat pourrait progressivement se réduire sous l’effet de l’augmentation des températures océaniques.

Source

Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenland shark (Somniosus microcephalus)

Julius Nielsen and others

Science
12 Aug 2016 Vol 353, Issue 6300 pp. 702-704

DOI: 10.1126/science.aaf1703

Deep living for centuries

We tend to think of vertebrates as living about as long as we do, give or take 50 to 100 years. Marine species are likely to be very long-lived, but determining their age is particularly difficult. Nielsen et al. used the pulse of carbon-14 produced by nuclear tests in the 1950s—specifically, its incorporation into the eye during development—to determine the age of Greenland sharks. This species is large yet slow-growing. The oldest of the animals that they sampled had lived for nearly 400 years, and they conclude that the species reaches maturity at about 150 years of age.

Science, this issue p. 702

Abstract

The Greenland shark (Somniosus microcephalus), an iconic species of the Arctic Seas, grows slowly and reaches >500 centimeters (cm) in total length, suggesting a life span well beyond those of other vertebrates. Radiocarbon dating of eye lens nuclei from 28 female Greenland sharks (81 to 502 cm in total length) revealed a life span of at least 272 years. Only the smallest sharks (220 cm or less) showed signs of the radiocarbon bomb pulse, a time marker of the early 1960s. The age ranges of prebomb sharks (reported as midpoint and extent of the 95.4% probability range) revealed the age at sexual maturity to be at least 156 ± 22 years, and the largest animal (502 cm) to be 392 ± 120 years old. Our results show that the Greenland shark is the longest-lived vertebrate known, and they raise concerns about species conservation.

13/08/2024. Dans quel monde veut vivre Lucie Castets ?

A u lendemain de la cérémonie de clôture des Jeux olympiques voulus comme une « trêve politique » par Emmanuel Macron, Lucie Castets candidate du Nouveau Front populaire (NFP) pour le poste de Première ministre a adressé dans un courrier aux députés et sénateurs des « groupes républicains », lundi 12 août ses « cinq grandes priorités » si elle prenait la tête du gouvernement. Elle leur a promis un « regain de place » face à l’exécutif.

Il est regrettable que ce courrier, cosigné par les sept chefs des groupes parlementaires de gauche, qui s’adresse en principe à tous les électeurs, n’ait pas été immédiatement publié sur Internet afin de permettre à chacun d’en juger.

« Les électeurs et électrices ont exprimé une très forte attente de changement » lors des législatives de juillet, qui ont « placé le Nouveau Front populaire en tête » mais laissé l’Assemblée nationale « fragmentée et sans majorité », écrit Lucie Castets dans ce courrier,

S’ils revendiquent le pouvoir, ces responsables entendent toutefois « prendre en compte l’ensemble des implications de ce scrutin », à commencer par la nécessité de « convaincre au-delà des rangs du NFP pour construire des majorités parlementaires ». Ils proposent donc un « changement de pratique » au sein du Parlement, pour « élaborer les textes en amont », mieux « répartir les responsabilités » lors des débats et davantage « partager l’ordre du jour » avec l’exécutif.

Tout cela est bel et bon. Nul en principe n’aurait quelque chose à y redire. Cependant beaucoup des électeurs dits de gauche qui souhaiteraient voir un futur gouvernement s’impliquer davantage que l’ancienne majorité dans de grands programmes de recherche scientifique et industrielle fondamentale regretteront que le courrier de Lucie Castets n’en dise pas un mot.

Lucie Castets et ses soutiens politiques veulent- ils voir le monde de demain, qui se construira de plus en plus dans de tels grands programmes aux ambitions terrestres mais aussi spatiales, se fassent sans la France. Faudra-t-il laisser Elon Musk et ses semblables parler à notre place ?

De plus voudraient-ils que l’on reproche aux femmes de gauche, même si elles ont « fait l’ENA » , de moins s’intéresser à ces questions qu’aux recettes de cuisine?

12/08/2024 L’Univers va-t-il bientôt mourir à cause du boson de Higgs, la « particule de Dieu » ?

Cet article est repris avec quelques modifications, d’un original publié par futura-sciences que nous remercions.

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-univers-va-t-il-bientot-mourir-cause-boson-higgs-particule-dieu-115101/

C’est une vieille question que se posent les théoriciens de la physique des particules élémentaires depuis la fin du 20e siècle et qui est devenue plus pertinente depuis que l’on a démontré en 2012 au Large Hadron Collider du CERN l’existence du boson de Brout-Englert-Higgs dit boson de Higgs. L’état quantique des champs de particules présent dans tout l’espace en rapport avec ce boson est-il stable ou finira-t-il par subir l’équivalent d’une désintégration radioactive en devenant un nouvel état entraînant la disparition des structures matérielles du cosmos, autrement la disparition de notre univers ? 

Un nouvel élément de réflexion au débat à ce sujet vient d’être apporté en ré-analysant l’évaporation quantique des trous noirs qui auraient pu se former pendant le Big Bang. Il y a quelques mois, Peter Higgs décédait, rejoignant Robert Brout qui avec son collègue et ami François Englert avait également proposé le même mécanisme que Higgs pour doter des particules de masses.

ll n’y a guère de doute que le nouveau boson, impliqué par ce mécanisme soit bien à l’origine de la masse des bosons W et Z du modèle électrofaible de Glashow-Salam-Weinberg qui unifie la force électromagnétique et la force nucléaire faible contribuant à chauffer l’intérieur de la Terre et à faire briller le Soleil.

Il semble probable que l’existence du boson de Higgs explique aussi les masses des quarks composant les neutrons et les protons, ainsi que celles des neutrinos.

Rappelons toutefois que le mécanisme de Brout-Englert-Higgs (BEH) n’explique pas la masse des protons et des neutrons qui provient pour l’essentiel d’autres voisins sans masses du photon, les gluons de la théorie des forces nucléaires fortes, la chromodynamique quantique

En outre, à strictement parler, c’est le champ de Higgs qui explique vraiment les masses des bosons W et Z, ainsi que probablement celles des quarks et des leptons via ce que l’on appelle des couplages de Yukawa. Le boson Brout-Englert-Higgs est alors l’équivalent quantique du boson du champ électromagnétique, le photon.

Rappelons aussi que le mécanisme de Brout-Englert-Higgs initialement proposé peut être généralisé et replacé dans une théorie au-delà de la physique du modèle standard de la physique des particules, par exemple celle de la supergravité. Or, on sait depuis longtemps que cela peut poser problème quant à ce que l’on appelle la stabilité du vide quantique.

(Voir Que sont les fluctuations du vide quantique ? https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4613)

De plus, la masse du boson de Brout-Englert-Higgs aujourd’hui mesurée suggère que ce vide pourrait bien être métastable, de sorte que l’état du vide quantique pourrait changer de telle sorte que le monde, tel que nous le connaissons, pourrait cesser d’exister selon une certaine probabilité encore à déterminer exactement, et dans un futur également à déterminer.

Dans un article de The Conversation, le physicien théoricien Lucien Heurtier en postdoctorat au King’s College London, explique que lui et ses collègues Louis Hamaide, Shi-Qian Hu et Andrew Cheek ont réexaminé cette question de la stabilité du vide quantique électrofaible. Cet article a été publié dans Physical Letters B et dont une version existe en accès libre sur arXiv.

On en trouvera ci-dessous les références et l’abstract

Le chercheur explique ainsi dans l’article de The Conversation :

« Il est peu probable que le champ de Higgs soit dans l’état d’énergie le plus bas possible. Cela signifie qu’il pourrait théoriquement changer d’état et passer à un état d’énergie plus faible à un certain endroit. Si cela se produisait, cela modifierait considérablement les lois de la physique.

Un tel changement représenterait ce que les physiciens appellent une transition de phase. C’est ce qui se produit lorsque l’eau se transforme en vapeur, formant des bulles au cours du processus. Une transition de phase dans le champ de Higgs créerait de la même manière des bulles d’espace de basse énergie contenant une physique complètement différente. Dans une telle bulle, la masse des électrons changerait soudainement, tout comme leurs interactions avec d’autres particules. Les protons et les neutrons – qui constituent le noyau atomique et sont constitués de quarks – se disloqueraient soudainement. En fait, quiconque subirait un tel changement ne serait probablement plus en mesure de le signaler.

Des mesures récentes des masses de particules du Grand collisionneur de hadrons (LHC) au Cern suggèrent qu’un tel événement pourrait être possible. Mais ne paniquez pas ; cela pourrait seulement se produire dans quelques milliers de milliards de milliards d’années, après notre retraite. »

Lucien Heurtier explique également que lui et ses collèges ont rapproché la possibilité d’une transition de phase dans le champ de Higgs à l’existence de trous noirs primordiaux formés pendant le Big Bang et capable de s’évaporer par effet quantique en donnant un rayonnement thermique chaud, le rayonnement Hawking.

Celui-ci est proportionnel à la masse du trou noir considéré. Or, plus il est chaud plus il va s’évaporer vite et voir sa masse diminuer, donc la température du rayonnement émis va augmenter. On peut alors montrer que si des trous noirs primordiaux plus légers que quelques milliers de milliards de grammes (10 milliards de fois plus petits que la masse de la Lune) s’étaient formés dans l’Univers primitif ils se seraient évaporés à l’heure actuelle.

Selon les modèles de Big Bang considérés, un spectre de masses différentes pour ces trous noirs primordiaux peut être calculé, ce qui conduit à des prévisions sur leur détectabilité via le rayonnement Hawking très intense produit par la phase finale de l’évaporation d’un trou noir, notamment dans le domaine des rayons gamma. Ceux nés de l’effondrement d’une étoile sont bien plus froids que le rayonnement fossile et donc ils absorbent aujourd’hui ce rayonnement plutôt que de contribuer à un rayonnement de fond.

Lucien Heurtier et ses collègues ont en fait repris sous un autre angle l’étude de l’effet du rayonnement Hawking des trous noirs primordiaux sur le vide quantique électrofaible déjà examinée depuis des décennies. Cette fois-ci, ils ont trouvé qu’un large spectre de masses de ces trous noirs aurait dû déstabiliser ce vide depuis longtemps et nous ne serions pas là pour en parler.

Ces minitrous noirs agiraient comme l’équivalent des germes de nucléation qui provoquent la formation de gouttes d’eau à partir de la vapeur ou encore lorsqu’un choc provoque la transformation en glace de l’eau liquide dans un état de surfusion. Donc, soit ces minitrous noirs ne se sont pas formés pendant le Big Bang,, soit une physique encore inconnue stabilise ce vide.

Pour aboutir à cette conclusion, les physiciens ont effectué des calculs et des raisonnements similaires à ceux qui ont déjà été menés en se basant sur les travaux du physicien Sydney Coleman, auteur de cours restés légendaires sur la théorie quantique des champs et la relativité générale.

Référence

Primordial Black Holes Are True Vacuum Nurseries

[Submitted on 3 Nov 2023]

Louis HamaideLucien HeurtierShi-Qian HuAndrew Cheek

The Hawking evaporation of primordial black holes (PBH) reheats the Universe locally, forming hot spots that survive throughout their lifetime. We propose to use the temperature profile of such hot spots to calculate the decay rate of metastable vacua in cosmology, avoiding inconsistencies inherent to the Hartle-Hawking or Unruh vacuum. We apply our formalism to the case of the electroweak vacuum stability and find that a PBH energy fraction β>7×10−80(M/g)3/2 is ruled out for black holes with masses 0.8g<M<1015g.

Comments:7 pages, 3 figures. Prepared for submission to PRL
Subjects:High Energy Physics – Phenomenology (hep-ph); Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO); General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc); High Energy Physics – Theory (hep-th)
Cite as:arXiv:2311.01869 [hep-ph]
 (or arXiv:2311.01869v1 [hep-ph] for this version)
 https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.01869