24 Novembre 2017  |  Espace & Particules
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 11/2017

Espace & Particules (11/2017)

Ondes gravitationnelles: une nouvelle découverte majeure
Les scientifiques des observatoires européen Virgo et américain LIGO ont observé, pour la première fois, des ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux étoiles à neutrons, et non de deux trous noirs comme dans les cas précédents. C’est dans la zone du ciel d’où provenaient les ondes gravitationnelles détectées par LIGO et Virgo le 17 août dernier, que des instruments du monde entier ont identifié une source d’ondes électromagnétiques située dans la galaxie NGC 4993, à 130 millions d’années-lumière de la Terre.
Cette fois, le signal détecté est bien plus long que dans le cas de la fusion de trous noirs (une centaine de secondes contre une fraction de seconde), signe que les deux objets qui ont fusionné sont différents de ceux détectés jusqu’à présent. L’analyse des données indique que leurs masses sont comprises entre 1,1 et 1,6 fois la masse du Soleil, ce qui correspond à celles des étoiles à neutrons. Cette source d’ondes gravitationnelles émet une lumière très intense pendant plusieurs heures, des éclairs dans l’infrarouge et des rayons X, ainsi qu’une bouffée de rayons gamma.
Les étoiles à neutrons sont des vestiges d’étoiles massives. Une étoile géante meurt en explosant, donnant naissance à une supernova. Ce phénomène extrêmement lumineux ne dure que quelques jours à quelques semaines. Une fois l’explosion terminée, il ne reste plus qu’un cœur très dense composé presque uniquement de neutrons – une étoile à neutrons.
Les étoiles à neutrons sont les étoiles les plus petites et les plus denses connues à ce jour. Tout comme les étoiles ordinaires dont elles sont issues, certaines évoluent en couple. Elles orbitent alors l’une autour de l’autre et se rapprochent lentement en perdant de l’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles – un phénomène qui finit par s’accélérer jusqu’à la fusion.
Cette découverte devrait entraîner une moisson de résultats: d’une solution à l’énigme des sursauts gamma à celle de l’origine des éléments chimiques les plus lourds - comme l’or ou le platine -, en passant par l’étude des propriétés des étoiles à neutrons ou par une mesure indépendante de la vitesse d’expansion de l’Univers. Cet ensemble d’observations marque l’avènement d’une astronomie dite «multi-messagers».
 
Un record dans la mesure du moment magnétique de l’antiproton
La collaboration BASE située à Mayence (D) annonce une nouvelle mesure du moment magnétique de l’antiproton, avec une précision supérieure à celle obtenue pour le proton. Grâce à une nouvelle méthode s’appuyant sur des mesures simultanées effectuées sur deux antiprotons piégés séparément dans deux pièges de Penning, BASE a réussi à battre son propre record, établi en janvier. Ce nouveau résultat améliore la précision de la mesure précédente d’un facteur 350, permettant une comparaison entre matière et antimatière d’une précision inédite. Ce résultat est compatible avec l’hypothèse de moments magnétiques égaux pour le proton et l’antiproton.
L’incertitude de cette nouvelle mesure est plus faible que celle correspondant à la mesure équivalente pour le proton. Selon ce nouveau résultat, le moment magnétique de l’antiproton est de 2,792 847 344 1(42), alors que le moment magnétique du proton, d’après la mesure effectuée en 2014 par la même collaboration de chercheurs, est de 2,792 847 350(9). C’est probablement la première fois que des physiciens réalisent une mesure plus précise pour l’antimatière que pour la matière, ce qui démontre les extraordinaires progrès accomplis au décélérateur d’antiprotons du CERN.
 
Une découverte en physique quantique
Des chercheurs du Groupe de physique appliquée de l’Université de Genève ont prouvé l’intrication de 16 millions d’atomes au sein d’un cristal d’un centimètre traversé par un photon. Cette avancée confirme la théorie sur laquelle repose les réseaux quantiques du futur.
Les lois de la physique quantique permettent aujourd’hui d’émettre des signaux dont toute interception par un tiers est aussitôt détectée. Cette propriété est essentielle pour la protection des données et l’industrie du cryptage. En effet, l’intrication des particules est un prérequis pour la révolution quantique qui s’annonce et qui touchera aussi bien les volumes de données circulant sur les réseaux du futur, que la puissance et le mode de fonctionnement des ordinateurs quantiques. Ces travaux ont été publiés dans la revue Nature Communications.
 
Des tunnels volcaniques sur la Lune
Depuis longtemps, l’hypothèse de la présence de tunnels volcaniques sur la Lune a été émise par les scientifiques. Des chercheurs de l’université Purdue aux Etats-Unis, qui ont analysé les données de la sonde GRAIL qui cartographie le champ gravitationnel de la Lune, affirment que d’immenses tubes de lave, qui pourraient atteindre 5 km de long, sont présents dans le sous-sol de notre satellite. Les radars de la sonde japonaise Selene pourraient en avoir détecté dans la région volcanique de Marius Hills. Les échos radars captés par Selene suggèrent que ces cavités serpentent sur 50 km, à une profondeur comprise entre 100 et 200 m. En 2010, la sonde indienne Chandrayaan-1 avait observé un tunnel de lave long de 1,7 km et large de 120 m. Ces tunnels pourraient permettre d’offrir un abri idéal à de futures missions lunaires habitées et les protéger ainsi des chutes de météorites, des rayonnements cosmiques, ainsi que de l’amplitude thermique extrême.
Un tunnel de lave est formé par une coulée volcanique qui s’est refroidie en surface en formant une croûte, mais dont le cœur est resté fluide, permettant à la lave de continuer à s’écouler. Lorsque la coulée cesse d’être alimentée par la lave en fusion, elle se vide et laisse une cavité en forme de galerie.
 
Du métal dans l’atmosphère martienne
Des observations effectuées par la sonde Maven, qui orbite autour de la planète rouge depuis 2014, révèlent qu’il y a du fer, du magnésium et du sodium ionisés dans la haute atmosphère de Mars. La présence de ces métaux, que l’on trouve aussi dans l’ionosphère terrestre, serait due à des poussières interplanétaires et autres astéroïdes qui tombent en permanence sur la planète.
 
L’origine des trous noirs supermassifs
Une équipe de l’université du Texas vient de démontrer que du gaz supersonique produit dans le jeune Univers serait à l’origine des premiers trous noirs géants. Un trou noir supermassif résulte de l’effondrement gravitationnel d’un nuage de gaz très dense. Or, le gaz supersonique permet au nuage de ne pas se condenser trop tôt et de grossir suffisamment avant de s’effondrer.


10 Avril 2018  |  Espace & Particules

Espace & Particules (4/2018)

À l’issue d’une sélection draconienne, le groupe de l’EPFL, EPFLoop figure parmi les vingt équipes retenues pour participer à l’Hyperloop Pod Competition qui aura lieu le 22 juillet prochain aux États-Unis. S’adressant aux étudiants des universités et hautes écoles, cette compétition a pour but de créer un prototype de capsule et de le tester sur la rampe d’essai...
27 Février 2018  |  Espace & Particules

Espace & Particules (2/2018)

Oumuamua, ce petit corps de 400 m de long qui a fait irruption dans le Système solaire en octobre dernier et qui est le premier objet interstellaire jamais observé dans l’histoire de l’astronomie, serait une comète. En effet, l’analyse spectrale réalisée par le VLT et par le télescope Herschel est comparable à celle des astres transneptuniens majoritairement composés de...
Polymedia Meichtry SA | Chemin de la Caroline 26 | 1213 Petit-Lancy | Genève | T: +41 22 879 88 20 | F: +41 22 879 88 25 | info@polymedia.ch