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Le “cinquième état de la matière” observé pour la première fois dans l’espace
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Le “cinquième état de la matière” observé pour la première fois dans l’espace

Des chercheurs ont réussi à produire un condensat de Bose-Einstein – le cinquième état de la matière – à bord de l’SS, et à le maintenir pendant plus d’une seconde. Une véritable prouesse qui, à terme, pourrait aider à percer de profonds mystères en physique.

Il y a environ deux ans le Cold Atom Laboratory, une charge utile de la taille d’une glacière, était installé à bord de la Station spatiale internationale. Sa mission : ralentir et refroidir des atomes jusqu’à une fraction au-dessus du zéro absolu (-273,15 degrés Celsius), soit la température la plus froide de l’Univers. Se faisant, et si les conditions le permettent, les chercheurs obtiendraient alors des condensats de Bose-Einstein (BEC).

Prédits par Albert Einstein et le mathématicien indien Satyendra Nath Bose il y a près d’un siècle, ils forment le “cinquième état de la matière”, les quatre états habituels étant le solide, le liquide, le gaz et le plasma.

Ralentir la matière

Les condensats de Bose-Einstein se forment lorsque les atomes sont refroidis à un niveau proche du zéro absolu à l’aide de lasers visant à les maintenir en place (plus les atomes se déplacent lentement, plus ils perdent de l’énergie, et plus ils deviennent froids).

Une fois ralenties, les particules sont ensuite maintenues en place par un champ magnétique. Elles se chevauchent alors, se condensent, pour finalement ne former plus qu’un seul et même état quantique. Une sorte de “super atome”.

En relâchant le piège magnétique, les scientifiques peuvent ensuite observer les propriétés de cet état de la matière. Mais il faut aller vite.

La moindre interaction avec le monde extérieur suffit à en effet à réchauffer les condensats. Ils peuvent être créés sur Terre, mais notre planète présente un sérieux inconvénient : sa gravité. Celle-ci, en interférant avec les champs magnétiques nécessaires pour les maintenir en place, ne permet pas d’observer ces nuages d’atomes plus d’une fraction de seconde. Après quoi tout s’effondre.

Un état maintenu pendant plus d’une seconde

L’environnement de microgravité qui baigne l’ISS permet de surmonter ce problème, autorisant finalement un meilleur maintient de ce “cinquième état de la matière”. Ce jeudi, une équipe de la NASA a dévoilé les premiers résultats d’une expérience au cours de laquelle des atomes de rubidium – un métal mou semblable au potassium – ont pu être manipulées sans contraintes terrestres.

Les chercheurs ont réussi, disent-ils, à créer des condensats de Bose-Einstein maintenus ainsi plus d’une seconde, offrant à l’équipe une chance sans précédent d’étudier leurs propriétés.

Ces travaux, publiés dans la revue Nature, ne sont qu’une “démonstration initiale des avantages offerts par un environnement de microgravité pour des expériences de refroidissement des atomes“, écrivent les chercheurs, mais ils ouvrent la voie à de nouvelles avancées importantes.

À terme, plus nous serons en mesure de “maîtriser” cet état de la matière, plus nous serons en mesure d’étudier des phénomènes quantiques jamais vus auparavant, et plus encore. Les applications vont des expériences en relativité générale à la quête de l’énergie sombre, soupçonnée d’être responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.

Dans le cadre de prochaines expérience, les chercheurs viseront à maintenir cet état de la matière encore plus longtemps. Se faisant, ils se donneront alors les moyens de l’étudier plus en détails. Robert Thompson, physicien au California Institute of Technology à Pasadena, a également souligné à Space.com leur ambition de combiner les atomes de rubidium avec des atomes de potassium dans le but de comprendre ce qui se passe lorsque deux condensats se mélangent.


Source : Sciencepost
Crédit : NASA / NIST

Modèle informatique d'un condensat de Bose-Einstein.

Le “cinquième état de la matière” observé pour la première fois dans l’espace Actualités

Le “cinquième état de la matière” observé pour la première fois dans l’espace

Des chercheurs ont réussi à produire un condensat de Bose-Einstein – le cinquième état de la matière – à bord de l’SS, et à le maintenir pendant plus d’une seconde. Une véritable prouesse qui, à terme, pourrait aider à percer de profonds mystères en physique.

Il y a environ deux ans le Cold Atom Laboratory, une charge utile de la taille d’une glacière, était installé à bord de la Station spatiale internationale. Sa mission : ralentir et refroidir des atomes jusqu’à une fraction au-dessus du zéro absolu (-273,15 degrés Celsius), soit la température la plus froide de l’Univers. Se faisant, et si les conditions le permettent, les chercheurs obtiendraient alors des condensats de Bose-Einstein (BEC).

Prédits par Albert Einstein et le mathématicien indien Satyendra Nath Bose il y a près d’un siècle, ils forment le “cinquième état de la matière”, les quatre états habituels étant le solide, le liquide, le gaz et le plasma.

Ralentir la matière

Les condensats de Bose-Einstein se forment lorsque les atomes sont refroidis à un niveau proche du zéro absolu à l’aide de lasers visant à les maintenir en place (plus les atomes se déplacent lentement, plus ils perdent de l’énergie, et plus ils deviennent froids).

Une fois ralenties, les particules sont ensuite maintenues en place par un champ magnétique. Elles se chevauchent alors, se condensent, pour finalement ne former plus qu’un seul et même état quantique. Une sorte de “super atome”.

En relâchant le piège magnétique, les scientifiques peuvent ensuite observer les propriétés de cet état de la matière. Mais il faut aller vite.

La moindre interaction avec le monde extérieur suffit à en effet à réchauffer les condensats. Ils peuvent être créés sur Terre, mais notre planète présente un sérieux inconvénient : sa gravité. Celle-ci, en interférant avec les champs magnétiques nécessaires pour les maintenir en place, ne permet pas d’observer ces nuages d’atomes plus d’une fraction de seconde. Après quoi tout s’effondre.

Un état maintenu pendant plus d’une seconde

L’environnement de microgravité qui baigne l’ISS permet de surmonter ce problème, autorisant finalement un meilleur maintient de ce “cinquième état de la matière”. Ce jeudi, une équipe de la NASA a dévoilé les premiers résultats d’une expérience au cours de laquelle des atomes de rubidium – un métal mou semblable au potassium – ont pu être manipulées sans contraintes terrestres.

Les chercheurs ont réussi, disent-ils, à créer des condensats de Bose-Einstein maintenus ainsi plus d’une seconde, offrant à l’équipe une chance sans précédent d’étudier leurs propriétés.

Ces travaux, publiés dans la revue Nature, ne sont qu’une “démonstration initiale des avantages offerts par un environnement de microgravité pour des expériences de refroidissement des atomes“, écrivent les chercheurs, mais ils ouvrent la voie à de nouvelles avancées importantes.

À terme, plus nous serons en mesure de “maîtriser” cet état de la matière, plus nous serons en mesure d’étudier des phénomènes quantiques jamais vus auparavant, et plus encore. Les applications vont des expériences en relativité générale à la quête de l’énergie sombre, soupçonnée d’être responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.

Dans le cadre de prochaines expérience, les chercheurs viseront à maintenir cet état de la matière encore plus longtemps. Se faisant, ils se donneront alors les moyens de l’étudier plus en détails. Robert Thompson, physicien au California Institute of Technology à Pasadena, a également souligné à Space.com leur ambition de combiner les atomes de rubidium avec des atomes de potassium dans le but de comprendre ce qui se passe lorsque deux condensats se mélangent.


Source : Sciencepost
Crédit : NASA / NIST

Modèle informatique d'un condensat de Bose-Einstein.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION
"ESCALE EN MÉDITERRANÉE ROMAINE – LES PORTS ANTIQUES DE NARBONNE"

À travers plus de 150 objets, cette exposition met en valeur les principaux sites du système portuaire narbonnais, inscrit le port de Narbo Martius dans le réseau des ports de commerce romains de Méditerranée occidentale, et détaille ses activités et métiers. Cette exposition place le public dans un rôle d'archéologue et lui fait vivre une expérience sensorielle unique.

EPCC Narbo Via
2 avenue André Mècle
11100 Narbonne
04 68 90 28 90
https://narbovia.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION 
"OCÉAN, ICI COMMENCE LA VIE"

Une exposition fascinante, captivante pour explorer, observer, découvrir, admirer, comprendre, agir… et prendre conscience de l'importance cruciale de l'océan dans l'équilibre de notre planète.

Le Jardin de l'Arquebuse
1 avenue Albert 1er & 14 rue Jehan de Marville 
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.ma-nature.dijon.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 9 mars 

EXPOSITION 
"À L'AFFÛT"

À travers son art, le photographe animalier et grand voyageur, exprime ses rêves, ses émotions et ses rencontres en captant l'instant, celui de l’animal au cœur de son environnement. 

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com


26 - Drôme

Jusqu'au 31 janvier 

ACTIVITE 3-11 ANS
LA FERME AUX CROCODILES

Le Père Noël est passé chez les crocos… et il est joueur ! Le Père Noël a caché 6 paquets cadeaux dans notre Réserve Tropicale. Les enfants doivent les retrouver et deviner à quel animal appartient chaque cadeau. Des indices et un plan les aideront à mener à bien cette mission !

La Ferme aux Crocodiles
395 allée de Beauplan
26700 Pierrelatte
04 75 04 47 42
www.lafermeauxcrocodiles.com


Jusqu'au 5 janvier

ANIMATIONS GRATUITES
LA FERME AUX CROCODILES

10h30 : RDV animalier avec les oiseaux - 11h30 : RDV animalier avec les tortues géantes - 12h00 : Documentaires à l'amphithéatre - 14h00 : RDV animalier avec les iguanes - 15h00 : tout sur le crocodile - 16h00 RDV animalier avec les oiseaux. Contes du Baobab du 21 au 23 décembre. Rencontre avec la mascotte le 24 décembre.

La Ferme aux Crocodiles
395 allée de Beauplan
26700 Pierrelatte
04 75 04 47 42
www.lafermeauxcrocodiles.com


34 - Hérault

Jusqu'au 9 mars 

EXPOSITION
"TISSER L'IMAGINAIRE"

Construite en partenariat avec le Mobilier national, l’exposition explore la notion d’Imaginaires dans l’art de la tapisserie. Récit d’aventures imaginaires transposées, illustration de contes et de fables, exploration de sentiments, de visions de l’esprit, représentations d’ailleurs imaginés ou rêvés, l’exposition montre les différentes formes que peut prendre l’imaginaire selon les artistes, les époques.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


37 - Indre et Loire

Jusqu'au 5 janvier

"NOEL AU PAYS DES CHÂTEAUX, CHENONCEAU, UN NOËL DE PORCELAINE"

En partenariat avec la maison Bernadaud, le Château de Chenonceau propose une visite autour de la spécialité de cette famille depuis 5 générations : la porcelaine de Limoges. Découvrez l'association de deux savoirs-faire : la porcelaine et l’art de la table d’un côté et les compositions florales de l’Atelier floral du Château de Chenonceau de l’autre.

Château de Chenonceau
37150 Chenonceaux
02 47 23 44 06
www.chenonceau.com


38 - Isère

Jusqu'au 30 mars 

EXPOSITION
"ARCABAS, L’ÉTOFFE HAUTE EN COULEUR"

Outre les toiles de jute et l’impression sur soie que l’on retrouve dans l’église de Saint-Hugues, l’exposition présente des objets textiles conçus par Arcabas. Dans son œuvre picturale dont certains tableaux sont également présentés, les motifs des costumes, les drapés témoignent d’une recherche plastique constante.

Musée arcabas en Chartreuse
Eglise de Saint-Hugues
38380 Saint-Pierre-de-Chartreuse
04 76 88 65 01
https://musees.isere.fr


42 - Loire

Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION 
"POUPÉE N’EST PAS JOUER" 

L’exposition est consacrée aux différentes fonctions que peut prendre la poupée dans notre société quand elle n’est plus un simple jouet destiné aux enfants. Elle devient alors support de réflexion et d’analyse sur des phénomènes d’ordre historique, anthropologique, médical, social ou artistique...

Musée d’Allard
13 boulevard de la Préfecture
42600 Montbrison
04 77 96 39 15
www.facebook.com/museeallard


63 - Puy de Dôme

Jusqu'au 23 février 

EXPOSITIONS
"DOUBLE PARADISO"

L'exposition Double Paradiso a ouvert ses portes. Du jardin des délices à la forêt du Petit chaperon rouge, embarquez pour un voyage imaginaire qui vous mènera dans l'univers captivant de Matteo CIbic, talentueux designer italien. Ses créations hybrides et humoristiques viendront ponctuer votre découverte de l'exposition présentée simultanément au musée Mandet et au Musée régional d'Auvergne.

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville - 63200 Riom
Musée régional d’Auvergne
10 bis rue Delille - 63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/musees


67 - Bas-Rhin

Jusqu'au 5 janvier 

EXPOSITION MUSÉE LALIQUE
"HAPPY CRISTAL"

Happy Cristal revient chaque mois de décembre pour célébrer les fêtes de fin d’année au musée Lalique. C’est l’occasion, au travers de cette exposition-évènement, de mettre en avant les créations récentes de la cristallerie et de les faire vivre dans des mises en scène qui invitent au rêve, à l’évasion.

Musée Lalique
40 rue du Hochberg
67290 Wingen-sur-Moder
03 88 89 08 14
www.musee-lalique.com


Jusqu'au 22 février 

EXPOSITION
"CLEMENCEAU CROQUÉ PAR SEM"

Le parcours de l’exposition-focus présente les débuts artistiques de Sem, le chroniqueur de la Belle Époque. Le parcours aborde sa carrière dans la presse et sa brève collaboration avec Clemenceau en 1913. Au moment où la guerre éclate, Sem devient correspondant de guerre pour plusieurs journaux et profite de cette période pour peaufiner l’imagerie clemenciste.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin
75116 Paris
01 45 20 53 41
https://musee-clemenceau.fr


Jusqu'au 11 mai 

EMPREINTE CARBONE, L'EXPO !

Conçue pour un public familial et articulée en trois parties, Empreinte carbone, l’expo ! vise à déconstruire les présupposés et les idées reçues sur notre empreinte carbone, à en examiner les mécanismes et à proposer aux visiteurs un espace de réflexion sur les actions à mener face au défi du changement climatique. 

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net


77 - Seine et Marne

Jusqu'au 5 janvier

"LE GRAND NOEL"
VAUX-LE-VICOMTE

Vaux-le-Vicomte vous invite à plonger dans l’univers des contes pour sa nouvelle édition du Grand Noël. Entre décors somptueux, feux de cheminée et projections monumentales, laissez-vous émerveiller. 
Une expérience magique pour toute la famille en compagnie de Casse-Noisette, Blanche Neige ou encore Alice au Pays des Merveilles. 

Château de Vaux-le-Vicomte
77950 Maincy
https://vaux-le-vicomte.com


84 - Vaucluse

Les 23 é 24 janvier

CONTES AUTOUR DU MONDE
"À VOL D'OISEAU"

Cette lecture ornithologique nous entraîne entre orient et occident, imaginaire et réel, air et terre, au gré de contes et de chants d’oiseaux. Elle mêle les patrimoines de tradition orale et de la nature à celui du musée d’arts décoratifs et refuge de la Ligue pour la Protection des Oiseaux.

Musée Louis Vouland
17 rue Victor Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com


Jusqu'au 30 avril 

EXPOSITION 
"LES LIEUX IMAGINAIRES" 

A travers le travail de quelques artistes et architectes, nous nous interrogerons sur les façons et les lieux où nous vivrons dans l’avenir. Entre vénération du présent, visions futuristes et perspectives révolutionnaires offertes par l’intelligence artificielle, il s'agira de scénarios pour les nouvelles générations, fondés sur une profonde compréhension du passé.  

Château de Lourmarin
2 avenue Laurent Vibert
84160 Lourmarin
04 90 68 15 23
www.chateaudelourmarin.com

Lieux:

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