À la recherche des faibles bruits de l’Univers
Le tout premier détecteur d’ondes gravitationnelles, une antenne à barre résonante, a été mis en œuvre en 1960. Ce dispositif ingénieux inventé par Joseph Weber a l’inconvénient de n’être sensible qu’à des fréquences de vibrations fixées. En 1962, deux physiciens soviétiques, Mikhail Gertsenshtein et Vladislav Pustovoit, font une étude de la sensibilité de ce détecteur et proposent pour la première fois l’utilisation d’un outil révolutionnaire. Cette technologie est encore utilisée par tous les détecteurs qui observent des ondes gravitationnelles.
Effet photovoltaïque : du nouveau sous le Soleil
La récupération d’énergie est un enjeu majeur du XXIe siècle, et nous avons tous croisé au moins une fois les fameux panneaux solaires bleus qui permettent de convertir la lumière du Soleil en électricité. Mais ces panneaux sont soumis à un destin tragique… En effet, ils n’atteignent même pas les 50 % d’efficacité ! C’est alors qu’un nouvel effet surprenant fait son apparition : l’effet photovoltaïque anormal, dont l’origine physique même s’affranchit de cette limitation.
Désert ou havre de vie, du destin des planètes telluriques
La Terre primitive d’il y a 4,5 milliards d’années nous eût très probablement semblé infernale. Recouverte d’un océan de magma et d’une atmosphère toxique, elle recelait pourtant déjà probablement l’eau de nos océans. Pourquoi et comment notre planète a-t-elle pu garder cette eau quand sa jumelle, Vénus, en est aujourd’hui quasi dépourvue ? La vitesse de cristallisation de leur manteau, dépendant de leur atmosphère et de leur distance au Soleil, pourrait apporter un élément d’explication.
Première image de l’ombre d’un trou noir révélée grâce à un grand réseau de télescope
La théorie de la relativité générale d’Einstein a prédit l’existence des trous noirs il y a un siècle. Pourtant, jusqu’à présent, il n’existait aucune observation directe permettant de confirmer cette théorie. C’est ainsi qu’une collaboration internationale de plus de 200 astronomes a relevé un grand défi technique et technologique en créant l’Observatoire de l’horizon des évènements : un réseau de télescopes répartis sur six sites dans le monde, afin d’obtenir la toute première image de l’ombre d’un trou noir.
Première détection d’ondes gravitationnelles et de rayons gamma provenant d’une fusion de deux étoiles à neutrons
L’astronomie s’est développée en observant la lumière venue des astres. Depuis 2015, les astrophysiciens ont reçu la preuve qu’il est possible de collecter des informations grâce aux ondes gravitationnelles qui font vibrer de manière infime l’espace. Le 17 août 2017, une explosion cosmique a été détectée simultanément grâce à ces ondes gravitationnelles et à de la lumière. Cette première double détection a permis de répondre à des questions jusqu’à présent ouvertes et notamment de prouver que les ondes gravitationnelles voyagent à la même vitesse que la lumière.
Premiers indices de la formation de planètes autour d’une étoile dévoilés par ALMA
Depuis les années 90, les astronomes ont découvert plus de 4 700 planètes en dehors du Système Solaire. Comment toutes ces planètes se forment-elles ? Pour comprendre leurs conditions de formation, les astronomes de la collaboration internationale ALMA ont obtenu une image du disque de poussière entourant la jeune étoile en formation HL Tauri. Ils y ont découvert une surprenante succession d’anneaux sombres et lumineux. Les anneaux sombres indiqueraient la présence de planètes géantes en formation : ce sont les premiers indices de la formation de planètes dans un disque.
Contrôler la lumière grâce aux sciences physiques et numériques
Si la lumière peut nous intriguer et nous captiver, voire même nous faire rêver, les physiciens cherchent depuis des années à la contrôler. Utilisée pour transporter de l’information, convertie pour devenir de l’électricité ou encore manipulée pour rendre des objets presque invisibles, la lumière est en effet de mieux en mieux comprise et utilisée pour répondre à des besoins technologiques précis. En 2006, Gondarenko et ses collègues utilisent une méthode numérique d’optimisation, inspirée de l’évolution biologique des populations, pour rechercher un composant optique permettant de concentrer la lumière dans un espace très restreint.
Le mystère de la naissance des étoiles vu par le télescope spatial Herschel
Grâce au télescope Hubble, les astronomes estiment que notre galaxie, la Voie lactée, héberge entre 200 et 400 milliards d’étoiles. Comment toutes ces étoiles se forment-elles et pourquoi naissent-elles en groupe ? Afin d’étudier les toutes premières étapes de la formation des étoiles et de répondre à ces questions, l’Agence Spatiale Européenne a développé le télescope spatial Herschel. En analysant les images issues de cette mission, Philippe André et ses collègues ont fait une découverte surprenante qui les a conduit à réviser le scénario de formation des étoiles établi auparavant.
Symétrie versus Ordre sur terrain en 2D : match nul
Pourquoi, à basse température, l’eau se change-t-elle en glace ? La réponse à cette question repose sur les concepts d’ordre et de symétrie. Pour décider de l’état dans lequel se trouvera la matière, un match se joue en effet entre la symétrie et l’ordre, en fonction des conditions dans lesquelles le système se trouve, et en particulier de la température ambiante. Dans son article de 1971, V. Berezinskii explore le rôle d’un autre paramètre important, la dimension, en se focalisant sur celle où la physique est la plus étonnante : la dimension 2.
Les horloges atomiques de poche
De plus en plus d’applications requièrent des références de temps performantes, que ce soit les systèmes de navigation par satellite, les réseaux de communications, les réseaux électriques intelligents, les radars météo, les réseaux de transactions financières, les véhicules autonomes, etc. Les horloges atomiques permettent d’atteindre une stabilité inégalée mais, très souvent, au détriment du volume qu’elles occupent. Difficile d’imaginer l’utilité d’une horloge de la taille d’un studio pour une application aux communications militaires sur le terrain ou dans un système embarqué de véhicule. À moins de trouver une solution pour que ces horloges tiennent dans la poche !