Pour la première fois, une expérience prouve la possibilité de manipuler des objets grâce au son.

LÉVITATION. C’est un petit exploit qui ne manquera pas d’évoquer, pour les fans du genre, les multiples livres et films de science-fiction (rayon tracteur de Star Trek) où la technologie du rayon tracteur est d’usage courant. Car c’est effectivement de cela qu’il s’agit : des chercheurs des universités de Bristol et du Sussex ont réussi à mettre au point un véritable rayon tracteur constitué d’ondes ultrasoniques capable de faire léviter des objets, de les déplacer ou au contraire de les maintenir dans une position choisie, comme à l’intérieur d’une cage.

Aller chercher des calculs à l’intérieur du corps

Les équipes à l’origine de cette dernière invention fricotent avec les ultrasons depuis de nombreuses années. Ils ont d’ailleurs présenté en 2014 une technique permettant de ressentir physiquement la forme d’hologrammes 3D invisibles, générés grâce à ces ultrasons. Aujourd’hui, dans la revue Nature Communications, ils décrivent un moyen de manipuler des objets de moins d’un millimètre grâce à ces mêmes hologrammes sonores. « Nous savons que les ondes sonores peuvent avoir un effet physique mais ici nous avons réussi à contrôler le son à un degré jamais atteint précédemment » se réjouit Bruce Drinkwater, de l’université de Bristol et spécialiste en génie mécanique. Pour y parvenir, les scientifiques ont utilisé un réseau de 64 minis haut-parleurs qui produisent des ondes ultrasonores à haute intensité. En contrôlant très précisément la sortie de chaque enceinte, il est possible de littéralement entourer un objet avec ces ondes sonores qui forment alors autour de lui un champ de force, induit par la pression de la radiation acoustique.

APPLICATIONS. Encore plus fort, trois différentes formes de champs de force peuvent être obtenues, chacune permettant de créer un rayon tracteur avec sa spécificité propre. La première forme ressemble en gros à une pince qui peut-être utilisée pour diverses manipulations, la deuxième à un vortex sur lequel les objets lévitent et la troisième est une sorte de cage qui maintient son contenu stable dans toutes les directions et pourrait servir de contenant. De nombreuses applications sont envisagées pour cette nouvelle technologie. Les plus futuristes sont, bien-sûr, des rayons tracteurs beaucoup plus puissants autorisant le maniement d’objets de grande taille… dont des vaisseaux spatiaux ! Mais cela nécessitera des milliers de haut-parleurs et une puissance décuplée : plutôt pour après-demain que pour demain donc. D’autres débouchés sont envisageables dans un délai plus court : par exemple une ligne de production sonore pourrait être utilisée pour transporter et assembler des objets délicats sans le moindre contact physique.

De l’eau salée sur la planète Mars

La NASA avait fait miroiter il y a quelques jours une « découverte scientifique majeure » concernant Mars. Depuis, les spéculations allaient bon train sur la webosphère, toujours prête à s’enflammer lorsqu’il est question de la Planète rouge : détection d’une forme de vie, de sources d’eau liquide ? Le suspense a pris fin avec la mise en ligne d’un article présenté lors du Congrès européen de science planétaire, qui se tient à Nantes jusqu’au 2 octobre. Parallèlement, la revue Nature Geoscience a publié, lundi 28 septembre, des travaux de la même équipe détaillant les observations conduites par la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Quel était donc ce « mystère martien » enfin résolu, évoqué par l’agence américaine – à qui il a pu arriver de « survendre » certaines découvertes ? Il concerne la nature de coulées saisonnières sombres observées sur des pentes de Mars, lorsque la température y devient plus clémente. Selon Lujendra Ojha (Georgia Tech, Atlanta) et ses collègues, ces écoulements sont constitués de saumures de différentes compositions, faites de chlorate et perchlorate de magnésium et de perchlorate de sodium, mêlés à un peu d’eau.

Un mélange salé pour rester à l’état liquide

La découverte de telles saumures n’étonnera guère les spécialistes : MRO et son prédécesseur Mars Global Surveyor ont observé depuis longtemps des coulées qui ravinent Mars, en été, sur les versants exposés au soleil. Or on sait que les conditions de température et de pression à la surface de Mars ne permettent pas la stagnation ou l’écoulement en surface d’eau liquide, qui soit gèle, soit s’évapore immédiatement. Il a donc fallu imaginer des combinaisons de sels qui maintiennent le mélange à l’état liquide : sulfate de fer, sels de sodium et d’ammonium, etc. Plusieurs modélisations avaient été avancées ces dernières années.

Parallèlement, l’atterrisseur de la NASA Phoenix – actif près de la calotte polaire Nord de Mars en 2008 – y avait confirmé la présence de perchlorates, également subodorée sur les sites d’atterrissage des missions Viking, lors de nouvelles analyses des données datant de la fin des années 1970. Enfin, en mai 2015, la revue Nature Geoscience annonçait déjà la présence de telles saumures dans l’environnement du rover Curiosity.

Pourraient-elle être sources de vie, sachant que sur Terre, la vie n’a été possible que grâce à la présence d’eau liquide ? « Si nous combinons ces observations avec la thermodynamique de la formation de ces saumures et à nos connaissances actuelles sur les organismes terrestres, est-il possible pour des organismes de survivre sur ces saumures martiennes ?, s’interrogeait Vincent Chevrier (université de l’Arkansas), qui avait cosigné cette étude. Ma réponse est non. » Son appréciation est aujourd’hui plus nuancée: s’il salue les observations de ses collègues, qui « fournissent un lien direct entre le modèles théoriques et les observations géomorphologiques », il invite aussi à aborder la question de la vie sur Mars « avec de grosses pincettes », tant l’environnement sur cette planète, en termes de température et d’humidité, reste inhospitalier.

« L’activité de l’eau dans les solutions de perchlorate pourrait être trop faible pour servir de support à la vie telle que nous la connaissons sur Terre »

La nouvelle étude de Nature Geoscience ne dit pas autre chose : « L’activité de l’eau dans les solutions de perchlorate pourrait être trop faible pour servir de support à la vie telle que nous la connaissons sur Terre », rappelle-t-elle, même si elle mentionne une sorte d’analogue sur Terre, dans le désert de l’Atacama, où des bactéries extrêmophiles parviennent à survivre. Mais elles n’y sont pas soumises à des conditions aussi hostiles et intermittentes que celles rencontrées sur Mars.

L’étude détaille la façon dont une nouvelle méthode d’analyse des données recueillies par le spectromètre de MRO a permis de déterminer la composition des coulées intermittentes. « Ce que le spectromètre a analysé, ce ne sont pas les coulées liquides elles-mêmes, précise Marion Massé, du laboratoire Planétologie et géodynamique (université de Nantes-CNRS), cosignataire de l’article, mais la signature des sels une fois l’eau évaporée. »

Le mécanisme imaginé, dit de « déliquescence », est le suivant : les chlorates et perchlorates présents dans le sol agiraient comme les sels utilisés sur les routes pour prévenir le verglas, ou ceux employés pour lutter contre la condensation dans certaines pièces humides. Ils absorberaient la rosée du soir et du matin, en quantité suffisante pour alourdir le sol et entraîner son écoulement lent sur des pentes dépassant 30°. Il ne faut donc pas imaginer des ruisseaux de printemps dévalant les pentes martiennes, mais plutôt une imprégnation des premiers centimètres d’un sol spongieux. « Nous allons tenter de reproduire ce phénomène en laboratoire », précise Marion Massé, qui insiste sur la nécessité de vérifier que la faible teneur en eau de l’atmosphère martienne ne contredit pas cette théorie. Et de procéder avec prudence, les perchlorates ayant une fâcheuse tendance à exploser…

D’autres explications sont avancées, comme la présence de réservoirs de glace d’eau souterraine qui deviendrait liquide au contact des sels quand la température s’élève. Mais il faudrait expliquer comment ils se rechargent, qui plus est au sommet des pentes, alors qu’on imagine plus volontiers l’eau au fond des vallées.

Contrairement à ce que laissait supposer la NASA, le mystère n’est donc pas entièrement résolu. Ces résultats portent sur quatre sites, dont les signataires de l’étude estiment qu’il serait « justifié » de les explorer pour valider cette hypothèse. Nul doute que l’agence américaine, toujours en quête de crédits pour ses missions d’exploration, veillera à relayer cette demande. Même si elle risque de se heurter aux précautions en usage en matière de protection de Mars : la communauté scientifique souhaite en effet éviter une contamination accidentelle de la Planète rouge par des microbes terrestres. Dans la mesure où il est délicat et coûteux de stériliser entièrement les engins spatiaux, ceux-ci sont en principe interdits d’approche des terrains les plus susceptibles d’accueillir la vie. Il pourrait ensuite être impossible de déterminer si la matière organique détectée ne proviendrait pas tout bêtement de la Terre.

Ces précautions voleront de toute façon en éclats le jour où une mission humaine se posera sur Mars : impossible de désinfecter totalement Homo sapiens, qui ne pourrait survivre sans les milliards de microbes avec lesquels il vit en symbiose, et qu’il excrète en permanence.

Mais en attendant cette colonisation, qui n’est pas prévue avant les années 2030, plusieurs robots doivent arpenter Mars. Curiosity lui-même pourrait tenter de se rapprocher, à distance raisonnable, d’une coulée sur les flancs du cratère Gale, a indiqué James Green, directeur des sciences planétaires à la NASA, en marge de la conférence de presse, rapporte le New York Times. Il lui faudrait deux ans pour aller y voir.

Mars : que change la découverte d’eau liquide salée ?

L’astrophysicien Francis Rocard, grand connaisseur de Mars s’il en est, décrypte la découverte annoncée lundi par l’agence spatiale américaine. Interview.

Francis Rocard : En 2011, des écoulements sombres, corrélés à un effet saisonnier, avaient été repérés sur les pentes de Mars. Déjà, l’idée avait germé dans l’esprit de tout le monde que cela pouvait être lié à un phénomène d’eau liquide. Mais encore fallait-il le démontrer ! On avait alors dit, à l’époque, que si l’on trouvait des sels, ce serait une preuve. Or, avec l’instrument Crism (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) de la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), les auteurs de l’étude dévoilée lundi ont identifié des sels de perchlorate hydratés, c’est-à-dire gorgés d’eau. D’où la conclusion tirée maintenant qui est que, oui, on a bien un phénomène qui se déroule en présence d’eau liquide. D’abord parce qu’il y a une corrélation avec la saison : cela se passe quand il fait chaud et pas quand il fait froid. Et, deuxièmement, parce que l’on a affaire à des sels qui s’écoulent, ce qui est cohérent avec un passage en phase liquide, sachant que ces sels ne gèlent pas jusqu’à une température de – 23 °C. Néanmoins, ce n’est pas une preuve directe de la présence d’eau liquide, ce n’est qu’une preuve indirecte…

Pour autant, peut-on considérer qu ‘il s ‘agit d ‘une preuve définitive ?

Oui, c’est une preuve quasi définitive, le seul petit bémol étant que nous n’avons pas observé formellement l’eau en phase liquide. On a, pour résumer, observé des sels hydratés dans un contexte thermique cohérent avec le fait qu’il passe en phase liquide.

D ‘où cette eau peut-elle venir  ?

Il n’y a pas encore vraiment de réponse à cette question. Toutefois, on commence à bien maîtriser l’histoire de l’eau sur Mars. On sait qu’il y en a, sous forme gelée, un peu partout, même si les concentrations dans le sol ne sont pas forcément bien connues. Penser qu’on a une accumulation de glace sur le sol qui se met à passer en phase liquide quand il fait bien chaud est un schéma qui tient la route. En d’autres termes, ce n’est pas de l’eau liquide qui sort du sous-sol, puisque cela se déclenche uniformément partout dans une zone et que ce n’est donc pas localisé au niveau d’une résurgence d’eau liquide.

Les auteurs de l ‘étude évoquent une absorption de l ‘humidité présente dans l‘atmosphère de Mars, si ténue soit-elle. Qu ‘en pensez-vous ?

C’est également une possibilité… C’est vrai qu’il y a un tout petit peu d’eau en phase gazeuse dans l’atmosphère de Mars, mais vraiment très peu.

Quelles sont les implications réelles de cette découverte pour la recherche de la vie sur Mars ?

Ce n’est pas une question facile. Je pense qu’il va falloir maintenant « digérer » cette nouvelle. Bien sûr, l’eau liquide est une condition nécessaire à l’apparition, à l’émergence et à la préservation de la vie. C’est une certitude. Néanmoins, nous parlons ici de phénomènes liquides qui sont extrêmement épisodiques, saisonniers, et finalement assez rares. Il faut donc être assez prudent. Par ailleurs, nous parlons de perchlorates hydratés, des sels qui ne sont pas extrêmement sympathiques pour le vivant, même si certains chimistes ont déjà imaginé des bactéries pouvant vivre dans de fortes concentrations de perchlorates. Mais, quoi qu’il en soit, pour un tas de raisons (radiation, froid, acidité du sol, etc.), l’environnement sur Mars aujourd’hui est hostile. Et donc, si une vie existe, il ne peut s’agir que de bactéries sacrément résistantes…

Finalement, pour vous, s ‘agit-il d ‘une découverte fondamentale ?

Je m’interroge sur son importance. Au sens où on va voir si cette découverte va influencer la stratégie d’exploration de Mars. Va-t-il y avoir un consensus dans la communauté scientifique pour dire que, oui, c’est très important. En 1976, le programme d’exploration Viking a cherché une vie actuelle sur Mars et n’a pas donné de résultats. Après quoi on a tout basculé vers la recherche d’une vie ancienne datant de 3,5 à 4 milliards d’années. Maintenant, que va-t-on décider de faire ? Changer de stratégie ? Mener les deux en parallèle ? C’est quelque chose que nous allons observer de près…

Depuis près de 25 ans, des scientifiques du monde entier convergent vers Sudbury pour étudier quelques-uns des plus grands secrets de l’univers dans un laboratoire unique au Canada.

SNOLAB est un laboratoire de sciences souterraines spécialisée dans les neutrinos et la matière noire physique. Situé à 2 km sous la surface de la mine Creighton de Vale située près de Sudbury, en Ontario au Canada.

Le site est au large de la rive nord du lac Huron, à environ 400 km au nord-ouest de Toronto.SNOLAB est une expansion des installations existantes construites pour l’Observatoire de neutrinos de Sudbury (SNO) d’expérience neutrino solaire.

Le projet a été proposé conjointement par l’Université Carleton, l’Université Laurentienne, Université Queen, l’Université de la Colombie-Britannique, l’Université de Guelph et de l’Université de Montréal.

Des centaines de chercheurs et d’étudiants, provenant de 44 établissements d’enseignement et de 14 pays, principalement d’Amérique, d’Europe et d’Asie, travaillent au SNOLAB.

La direction du laboratoire doit d’ailleurs actuellement décider quelles seront les recherches qui y seront effectuées d’ici les 20 prochaines années.

Matière Sombre

Norman Hurens  Au début de l’existence de l’Univers, tout était lisse et informe. À travers de son développement, il a pu se structurer. Nous savons que notre système solaire est composé de planètes (comme notre Terre) qui sont en orbite autour de notre Soleil. Sur une beaucoup plus grande échelle que notre système solaire, (approximativement 100 millions de fois plus grand!) les étoiles s’attirent en galaxies. Notre Soleil est une étoile ordinaire dans une galaxie ordinaire nommée la Voie Lactée. La Voie Lactée contient approximativement 100 billions d’étoiles.

D’autres galaxies d’étoiles individuelles sont toutefois concentrées en groupes que les astronomes nomment un groupe de galaxies. Ces groupes contiennent plusieurs galaxies ainsi que la matière trouvée entre chacune des galaxies. La force, ou la colle, qui tient les étoiles ensemble est la gravité. La gravité est ce qu’attire toute la matière de l’Univers l’une de l’autre. L’espace trouvé entre telles galaxies groupées est comprimé de gaz chaud. En effet, ce gaz est tellement chaud (une dizaine de millions de degrés) qu’il brille en rayon-X au lieu de lumière ordinaire.

En étudiant la distribution et la température des gazes chauds, nous pouvons mesurer la pression de la force exercer sur la matière dans la galaxie. Ceci permet aux scientifiques de déterminer la masse totale retrouvée dans un point direct en espace. Nous avons ainsi découvert qu’il y a 5 fois plus de matière retrouvé dans les groupes de galaxies à comparer aux galaxies où les gazes chauds sont visibles. La majorité de la matière retrouvée dans les groupes de galaxies est complètement invisible. Comme ces structures sont certainement les plus grandes dans notre Univers, les scientifiques ont conclu que la grande majorité de matière dans l’Univers est invisible. Cette matière invisible est surnommée la ‘matière sombre’. Il y a présentement de vastes recherches dédiées à la découverte de ce qui compose la matière sombre. Les réponses à tels mystères auront un impact direct sur le futur de notre Univers.

Source: Dossier complet PDF sur la matière sombre de snolab

Neutrino (Petite particule neutre)

Norman Hurens  Norman Hurens  Les neutrinos sont membres du Modèle Standard et appartiennent à une classe de particules qu’on nomme les leptons. Pour longtemps, les scientifiques croyaient que les neutrinos avaient aucune masse et voyageaient à la vitesse de la lumière. Toutefois, les physiciens retrouvent de plus en plus de preuve qui suppose que ces petites particules ont en effet de la masse, bien que cette masse soit beaucoup moins que celle de l’électron. À date nous ne savons que la masse maximum d’un neutrino ainsi que les différences en saveurs des neutrinos, bien qu’il y ait des expériences qui sondent cette question.

L’obstacle est posé par le fait que les neutrinos sont extrêmement non-interagissant et sont ainsi difficile à détecter. Les neutrinos proviennent de plusieurs sources. La majorité d’elles surgies pendant les premières fractions de seconde après le Big Bang, approximativement 15 billion d’années passées, quand l’Univers fut compris que de particules élémentaires. Ces particules ont de très bas niveau d’énergie; tellement bas, qu’elles sont exceptionnellement difficile à détecter. Les neutrinos, ainsi que la radiation microonde, constituent la radiation cosmique qui entoure notre Univers en entière, ce qui nous aides à créer une image des événements précédant immédiatement le Big Bang.

Source: Dossier complet PDF sur les Neutrinos de snolab