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Publié par Scientifique

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Et aussi : quand les électrons semblent perdre leur masse ; La masse de l'électron, une fenêtre sur une nouvelle physique ; Agriculture : les pesticides sont-ils plus dangereux que prévu ?


 

En vidéo : comment contrer la menace des astéroïdes

Les astéroïdes qui circulent autour de la Terre constituent une menace très sérieuse. Les spécialistes travaillent avec ardeur sur ce problème et définissent des stratégies pour empêcher ces roches spatiales de heurter notre planète.

Une petite tâche verte sur un écran. Aussi anodine qu'elle puisse paraître, elle indique la présence d'un astéroïde. Si l'un d'eux s'écrasait sur notre planète, les conséquences pourraient être terribles. Quelles sont nos options ?

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Record : une pierre de 4,4 milliards d’années découverte en Australie

Un fragment de zircon retrouvé dans l’ouest de l’Australie a été daté à 4,4 milliards d’années par une deuxième méthode. Il s’agit bien du plus ancien minéral jamais retrouvé sur Terre, apparu seulement 100 millions d’années après sa formation, à une époque où l’on pensait qu’il n’y avait encore que des roches en fusion… Notre planète se serait-elle refroidie plus vite qu’estimé ? Et cela pourrait-il changer la période d’apparition de la vie ?

Il y a 4,5 milliards d’année, à sa formation, la Terre n’avait rien d'une planète bleue, mais arborait plutôt les teintes rougeâtres des roches en fusion qui la composaient du noyau jusqu’à sa surface. C’est avec le temps, et le refroidissement, que les sols sont devenus solides et l’eau liquide. Mais à quand remonte cette époque ?

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Quand les électrons semblent perdre leur masse

Dans le cadre des calculs quantiques effectués pour décrire le comportement des électrons dans des milieux matériels, tout se passe parfois comme si la masse de l'électron était changée. Bien que se déplaçant toujours moins vite que la lumière dans le vide, les électrons peuvent apparaître comme dépourvus de masse dans le graphène. Une équipe internationale de physiciens, dont des membres du CNRS, vient de découvrir le même phénomène dans un alliage en 3D, et non plus dans des feuillets en 2D comme ceux formant des nanotubes de carbone.

Les tentatives visant à comprendre comment les métaux et les semi-conducteurs peuvent conduire de l’électricité sont antérieures à la découverte des équations de la mécanique quantique au milieu des années 1920. En effet, les premiers modèles de conduction des électrons dans les métaux sont presque aussi anciens que la découverte de cette particule, puisque c’est en 1900 que Paul Drude a proposé le sien, basé sur une analogie avec la théorie cinétique des gaz. Pourtant, ce modèle ne permet pas vraiment de comprendre la conductivi des métaux, car il fournit des valeurs bien trop faibles. Ce n’est vraiment qu’avec la découverte des principes de la mécanique quantique, et surtout du caractère ondulatoire de la matière, que des physiciens comme Hans Bethe, Rudolph Peierls et quelques autres ont commencé à y voir plus clair.

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La masse de l'électron, une fenêtre sur une nouvelle physique

Dès le début du XXe siècle, des mesures précises de la masse de l'électron avaient commencé à montrer qu'elle semblait augmenter avec la vitesse. Elles pavaient la voie au développement de la théorie de la relativité, qui n'allait pas tarder à être découverte. De nos jours, on cherche à mesurer cette masse toujours plus précisément en espérant y trouver des signes d'une nouvelle physique. Une expérience vient d'augmenter d'un ordre de grandeur la connaissance de la valeur de cette masse par rapport à celle du proton. Quelle est la portée de cette mesure ?

Dans son livre Le monde des particules, de l'électron aux quarks, le prix Nobel de physique Steven Weinberg explique comment son collègue Joseph John Thomson s’y est pris pour découvrir l’électron et mesurer sa masse en 1897. Weinberg ne fait pas que conter un événement important de l’histoire des sciences : il permet aux curieux et aux passionnés de physique en herbe de comprendre certains calculs simples mis en jeux dans les expériences de Thomson. Ce qu’il ne dit pas, en revanche, c’est que peu de temps après sa découverte, les théoriciens de l’époque étaient déjà occupés à calculer la masse de l’électron à partir de la théorie du champ électromagnétique.

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Agriculture : les pesticides sont-ils plus dangereux que prévu ?

Comme tous les ans à la même époque, le Salon de l’agriculture vient d’ouvrir ses portes dans le sud de Paris. Mais depuis la dernière édition, de nouvelles études scientifiques ainsi qu’une lettre de 1.200 médecins pointent du doigt les dangers auxquels s’exposent les professionnels qui utilisent des pesticides.

Leur cible principale sont les « nuisibles » : mauvaises herbes, insectes, champignons, etc. Mais les pesticides sont-ils vraiment inoffensifs pour l’Homme ? Après certains scandales sanitaires, comme celui du DDT ou plus récemment du chlordécone, de nombreux spécialistes de la santé continuent de s’inquiéter pour les agriculteurs, mais aussi pour les jardiniers amateurs, représentant 45 % des Français. Cette thématique devrait-elle être abordée durant le Salon de l’agriculture, qui a ouvert ses portes samedi dernier ?

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Le futur des mémoires magnétiques passe-t-il par les skyrmions ?

On étudie depuis quelques années les bases de nouveaux types de mémoires utilisant des sortes de tourbillons stables dans les matériaux magnétiques : les skyrmions. Ces solitons topologiques pourraient permettre de miniaturiser les mémoires magnétiques. On vient d'observer pour la première fois des états liés de deux skyrmions, des molécules en quelque sorte.

La physique du solide, que l’on appelle aussi parfois physique de la matière condensée, détient les clés de tous les bonds technologiques en électronique. Elle fait largement usage des équations et des principes de la mécanique quantique et de la mécanique statistique pour étudier et comprendre les propriétés magnétiques, électriques et optiques des métaux, des semi-conducteurs et des isolants. Dans les laboratoires de par le monde, on cherche en ce moment à repousser les limites de la miniaturisation des puces électroniques et des mémoires magnétiques. L’une des voies de recherche les plus prometteuses est celle de la spintronique. L’idéal serait de pouvoir stocker un bit d’information avec l’orientation du spin d’un seul électron. Pour le moment, on en est encore à orienter vers le haut ou vers le bas un très grand nombre d’électrons, qui se comportent en mécanique quantique comme des sortes de toupies magnétiques. On cherche donc à manipuler les paquets d’électrons les plus petits possible.

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