Paris, 13 mars 2008

Nanoélectronique : les chercheurs observent en direct la compression de la lumière

Une équipe de chercheurs du CEA(1) et de l'Université de Technologie de Troyes associée au CNRS(2) a visualisé, au microscope, des plasmons à la surface de conducteurs mesurant 30 nanomètres. L'utilisation de ces plasmons, signaux à la limite de l'électronique et de l'optique, devient, à cette échelle, un enjeu important pour la miniaturisation recherchée des circuits électroniques.
C'est la première fois que des images d'une telle résolution sont obtenues pour ces phénomènes étudiés depuis une dizaine d'années. Cette observation fait l'objet d'une publication dans Nano Letters du 12 mars 2008.
En électronique, les efforts technologiques se poursuivent pour réaliser des circuits de plus en plus fins et permettant de traiter l'information à des fréquences de plus en plus élevées. Si les dispositifs électroniques deviennent plus petits et plus complexes (les micro-processeurs des ordinateurs), ils restent limités à des fréquences usuelles de l'ordre du gigahertz. Les fréquences optiques sont un million de fois plus élevées (1015 Hz), mais les limites spatiales imposées par la longueur d'onde de la lumière (de l'ordre du micron) empêchent une miniaturisation plus poussée.
Pour réduire encore la longueur d’onde, et en quelque sorte comprimer la lumière, une solution consiste à convertir le signal lumineux en « plasmon ». Le plasmon est un phénomène ayant tous les caractères d’une onde lumineuse, sauf qu’il reste bloqué aux parois d’un métal conducteur. Lorsque le diamètre de l’objet métallique est réduit à 30 nm, le plasmon développe un mode dit « lent » (on parle de plasmon lent). Or ce mode lent a la propriété d’osciller à la fréquence de l’onde lumineuse tout en ayant une longueur d’onde très inférieure à celle de  la lumière !
Les chercheurs s’y intéressent car c’est à cette même échelle approchant les 30 nm que se poseront bientôt les limites de miniaturisation en électronique.

Ces principes étaient connus, mais il restait à les observer concrètement. Lorsque le plasmon excité par la lumière se propage sur le conducteur, différents effets secondaires apparaissent, parmi lesquels l’émission d’électrons. Les chercheurs ont donc utilisé un microscope PEEM (Photo Emission Electron Microscopy) pour obtenir ces images.

DOCUMENT                CNRS                     LIEN

LA VARIATION DES CONSTANTES COSMOLOGIQUES

Conférence donnée le 1er octobre 2002 par Jean-Philippe Uzan. Des observations astrophysiques récentes ont relancé les interrogations sur la constance des constantes de la nature, qui avaient été initiées par P. Dirac en 1937. Après avoir rappelé un certain nombre de faits sur le rôle des constantes en physique et de leur lien avec la métrologie, je passerai en revue les diverses contraintes expérimentales et observationnelles. La compatibilité des différentes mesures et les hypothèses nécessaires à l'obtention de ces contraintes seront discutées. Pour finir, je décrirai les motivations et les modèles théoriques qui permettent de penser des constantes variables.

VIDEO              CANAL  U                 LIEN

(si la video n'est pas accéssible,tapez le titre dans le moteur de recherche de CANAL U.)

VOLCANISME ET ÉVOLUTION DE LA VIE SUR TERRE

Les causes les plus fréquemment citées des extinctions en masse des espèces biologiques comprennent les impacts d'astéroides, les éruptions volcaniques massives (traps), les variations du niveau de la mer, les événements anoxiques (plus d'oxygène dans les eaux profondes des océans), et aussi des mécanismes purement biologiques liés a la dynamique des espèces. Cet exposé fera le point sur les résultats récents concernant l'âge des principaux traps continentaux et océaniques et montrera un nombre croissant de corrélations avec les extinctions et les événements anoxiques. Seule la limite Jurassique-Crétacé (145 millions d'années) ne semble pas correspondre à un trap et pourtant il en existe un, le Parana en Amérique du Sud, de quelques millions d'années plus jeune (coïncidence ou erreur de datation?). Une des prédictions récentes couronnée de succès est la coïncidence entre les traps d'Emeishan et la fin du Guadalupien (il y a 258 millions d'années), et les traps de la limite Frasnien-Famennien (360 millions d'années) viennent peut être d'être trouvés, étendant la corrélation pratiquement "sans faute" au moins jusqu'au début du Dévonien. En contraste, l'impact de la limite Crétacé-Tertiaire, dont l'existence n'est pas mise en cause, reste à ce jour le seul cas bien établi d'un impact coïncidant avec une limite. La question est alors de savoir quelle aurait été l'amplitude de l'extinction coïncidant avec l'impact si la biosphère n'avait pas ete préalablement stressée par le volcanisme qui se poursuivait alors depuis quelques centaines de milliers d'années. Les variations du niveau de la mer, qui ne peuvent evidemment être associeés aux impacts, peuvent très bien l'être aux traps. Il semble donc que ce soit des "pulsations internes" caractéristiques de la dynamique du globe qui soient responsables la plupart du temps au Phanérozoique de ces brefs épisodes où ce ne sont plus les mieux adaptés mais les plus chanceux qui survivent.

VIDEO                 CANAL  U                  LIEN

(si la video n'est pas accéssible,tapez le titre dans le moteur de recherche de CANAL U.)

Paris, 16 février 2012

Le clash du Dragon
La galaxie spirale NGC 5907, dans la constellation du Dragon, serait née d'une collision-fusion majeure survenue il y a 8 à 9 milliards d'années. C'est la conclusion que tirent six chercheurs de l'Observatoire de Paris, du CNRS, de l'Académie des sciences chinoise et d'Aix-Marseille Université après 18 mois de travail et des simulations numériques impliquant 200 000 à 6 millions de particules qui expliquent – en images - comment s'est formé ce vaste ensemble de gaz et d'étoiles entouré de boucles de matière. Les résultats, publiés en ligne le 13 février 2012 par Astronomy and Astrophysics, constituent un test des scénarios cosmologiques.
De nombreuses collisions ont perturbé l'évolution des galaxies, telles que notre Voie lactée, depuis l'aube de l'Univers. Environ la moitié des galaxies spirales actuelles auraient ainsi subi des épisodes de collision-fusion majeure au cours des derniers 9 milliards d'années. La galaxie vue de profil NGC 5907, à environ 45 millions d'années-lumière de distance, dans la constellation du Dragon, fait partie de celles-là. Elle revêt un aspect effilé de "lame de couteau" car elle est vue par la tranche et dépourvue de bulbe central proéminent : ce type de galaxies dominées par leur grand disque semblait, jusqu'ici, plutôt difficile à produire via des fusions majeures de galaxies. 

Les images très profondes à grand champ réalisées depuis 1998 révèlent un astre entouré d'un système complexe de courants, d'arches de matière et de boucles géantes de matière qui retombent sur lui. Le phénomène dessine une rosette ténue autour de la galaxie. Il constituerait l'empreinte fossile de la rencontre à l'origine de NGC 5907. Durant 18 mois, une équipe de six chercheurs appartenant à l'Observatoire de Paris, au CNRS, aux Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie des sciences chinoise et à l'Institut Pythéas (Aix-Marseille Université/CNRS) a étudié ceci de manière intensive à l'aide de simulations hydrodynamiques mettant en œuvre de 200 000 à 6 millions de particules afin de comprendre la formation des structures. Au final, elle s'explique si l'on suppose que l'astre a été engendré par collision de deux galaxies spirales de taille assez comparable : l'une probablement 3 à 5 fois plus massive que l'autre.

Aujourd'hui, de nombreuses galaxies spirales de l'Univers local possèdent de telles structures étendues, peu lumineuses et rougies dans leur voisinage : le halo périphérique. Autour de NGC 5907 du Dragon, les boucles se prolongent jusqu'à 150 000 années-lumière de part et d'autre du disque : une distance comparable au diamètre de la galaxie, 180 000 années-lumière. Les trainées incurvées se composent des étoiles arrachées, lors de la rencontre, par la gravité et les forces de marées. Leur forme est délicate à prédire. Pourtant, les astronomes français et chinois sont parvenus à la reproduire par le calcul : un disque mince, voilé (gauchi) entouré de quatre boucles géantes autour.

L'Univers à l'épreuve
Cette étape représente un test des scénarios cosmologiques de formation et d'évolution de l'Univers. Parmi ceux-ci, le "modèle hiérarchique" stipule que les galaxies se seraient assemblées par fusion et acquisition de briques successives.

Jusque-là, la morphologie torturée du voisinage de la galaxie spirale du Dragon semblait davantage due à la collision mineure d'une galaxie spirale principale et d'un petit compagnon ou satellite, 100, 400, 1000 ou 4000 fois moins massif. À la lumière des simulations, cette option paraît défavorisée : aucun des modèles ne résiste à l'interprétation cosmologique. Au contraire, la galaxie de 85 milliards de masses solaires, composée à 23 % de gaz d'hydrogène-hélium et à 77 % d'étoiles brillantes, le tout baignant dans un halo de matière noire quatre fois conséquent, se serait formée par collision de deux galaxies spirales riches en gaz. La fusion de deux univers-îles d'un total de 90 milliards de masses solaires, et qui contiendraient 60 à 80 % de gaz plus 40 % à 20 % d'étoiles, serait de nature à produire la galaxie souhaitée. Les disques des galaxies initiales sont détruits par l'interaction, puis reconstruits sous forme d'un seul.

DOCUMENT                 CNRS                 LIEN