QLog (Quantized Log)

Séminaire sur le chaos

Classé dans : Général, Physique, Rendez-vous, Science — Sebastiao Correia 16 mai 2010 @ 23:26
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Le prochain séminaire Poincaré portera sur le chaos. Il aura lieu le 5 juin au lieu habituel. Les intervenants prévus à la date d’aujourd’hui sont :

Le programme en pdf.

Physique Quantique

Classé dans : Arts, quantique — Sebastiao Correia 10 mai 2010 @ 22:37
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Quand les artistes présentent la physique quantique ;-)

Bravo Alexandre Astier, certains passages sont très pertinents… :-D surtout du point de vue sociologique.

Nous sommes des enfants des silences éternels et des espaces infinis

Réchauffement climatique

Classé dans : Science — Sebastiao Correia 8 avril 2010 @ 0:13
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Un documentaire intéressant vient de passer sur Arte : Le secret des nuages.

Il présente les travaux d’un physicien danois, Henrik Svensmark, qui a mis en corrélation l’activité magnétique du soleil, les rayons cosmiques et les formations de la couche nuageuse, régulatrice des températures terrestres.

Selon lui, les nuages ne sont pas la conséquence du climat mais plutôt sa cause et le GIEC avoue ne pas bien comprendre le mécanisme de formation des nuages. L’absence de nuages produirait au sol une énergie d’un ordre de grandeur supérieur à l’effet reconnu comme étant dû à l’activité humaine. L’importance des nuages dans le climat n’est donc pas à négliger.

Selon ses recherches, lorsque l’activité magnétique du soleil est forte, la terre (et une bonne partie du système solaire) se trouve mieux protégée des rayons cosmiques grâce au vent solaire. Toujours selon Henrik Svensmark, ces rayons cosmiques sont à l’origine de la formation des nuages (et notamment des nuages de basse altitude). Plus il y a de rayons cosmiques qui atteignent la Terre, plus la couche nuageuse est épaisse.

Les nuages, qui représentent 65% de la surface de la Terre, ont pour effet de réfléchir la lumière du soleil et par conséquent d’empêcher le réchauffement de la surface de la Terre. Lorsqu’il y a peu de rayonnements cosmiques, il y a moins de nuages et le rayonnement du soleil réchauffe donc plus la Terre. Le documentaire explique les points suivants :

  1. Les rayons cosmiques participent à la formation des nuages.
  2. Les différentes périodes de réchauffement climatique sur Terre coïncident avec des périodes de forts rayonnements cosmiques.
  3. Ces périodes de forts rayonnements cosmiques s’expliquent par le parcours du système solaire autour du centre de la galaxie en une année galactique (environ 250 millions d’années).  Le système solaire traverse en effet les 4 bras de la Voie Lactée et chaque traversée s’accompagne d’une augmentation du rayonnement cosmique (voir les travaux de Nir Shaviv).

Henrik Svensmark et son équipe ont mené des expérimentations pour prouver l’influence des rayons cosmiques dans la formation des nuages. Les résultats restent controversés.

Le CERN s’est lancé également dans une vérification de ces expériences avec le projet CLOUD. Dans cette présentation, les images du satellite CERES montrent comment les rayonnements de courte longueur d’onde sont réfléchis par les nuages et comment les nuages retiennent les rayonnements infrarouges provenant de la Terre. On retrouve également une présentation de la corrélation entre le refroidissement du climat et la traversée par le système solaire des bras de notre galaxie tous les 140 millions d’années environ (transparent 15). Ces fortes variations climatiques sur ces longues périodes ne semblent pas corrélées par contre à la quantité de CO2 dans l’atmosphère. Ceci prouve que le CO2 n’est pas l’unique facteur responsable du réchauffement climatique.

Beaucoup d’incertitudes existent encore concernant l’augmentation de la température moyenne ces dernières décénies : Le niveau de la mer a augmenté tout au long du 20ième siècle, mais cette augmentation est linéaire et n’accélère pas. Les modèles de climat actuels montrent une augmentation de la température dans la troposphère alors que les mesures satellites montrent une augmentation de la température dans les couches plus basses de l’atmosphère. Tout ceci montre à quel point la compréhension actuelle de ces phénomènes reste limitée.

L’exposé présente un mécanisme physique pouvant expliquer comment les rayons cosmiques peuvent augmenter les aérosols à l’origine des nuages (transparent 29). Mais il ne paraît pas encore complètement prouvé que les rayons cosmiques soient les principaux responsables de la formation des nuages.

Pour conclure, beaucoup de questions sont posées par ces mesures, estimations et simulations. La plus importante d’entre elles est bien sûr de savoir si le réchauffement climatique qui semble avoir lieu actuellement est naturel ou le fait de l’homme. L’expérimentation CLOUD et d’autres se poursuivent afin d’améliorer notre compréhension du climat…

Collisions de particules au LHC

Classé dans : Physique — Sebastiao Correia 31 mars 2010 @ 23:25
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Ca y est ! Cette fois semble être la bonne ! Le LHC est lancé :

Début du programme de recherche du LHC.

Quelques vidéos et animations sont déjà disponibles sur le site du CERN.

© CERN

Cette video est celle du détecteur CMS. Je vous invite à voir aussi la préparation qu’a nécessité ce détecteur et à vivre quelques moments de l’après-midi du 30 mars 2010 au CERN.

Pour ceux qui veulent une présentation en une page et quelques photos : le LHC sur Wikipedia.

La fiabilité de la cryptographie quantique remise en cause

Classé dans : Cryptographie, quantique — Sebastiao Correia 3 mars 2010 @ 0:23
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Eve

La cryptographie quantique utilise la physique quantique pour assurer la sécurité de la transmission d’information entre deux personnes. Un des problèmes principaux dans la cryptographie est d’une part de chiffrer l’information à transmettre et d’autre part de partager avec le destinataire la méthode et la clé pour le déchiffrement du message.

Le point faible est très souvent la clé, qui lorsqu’elle est réutilisée plusieurs fois, peut permettre à un espion de découvrir la méthode de chiffrement utilisée. Si la clé est changée lors de chaque échange de message, alors il y a vraiment peu de chance qu’un espion puisse découvrir le message (pour peu que la méthode chiffrement soit quand même suffisament robuste). Le problème se pose alors de transmettre cette clé au destinataire.

Comment transmettre cette clé ? On peut la chiffrer par une autre technique, mais on ne fait que déplacer le problème. Cette autre technique utilisant très probablement une autre clé qu’il faudra bien transmettre.

Ici, la physique quantique offre une solution élégante pour partager une clé entre deux personnes grâce à l’impossibilité pour un espion de dupliquer les informations transmises sans se faire repérer (voir l’impossibilité du clonage quantique). Je vous invite à lire cet article d’Artur Ekert qui explique très simplement comment la clé peut être créée et pourquoi le partage de la clé entre les deux personnes souhaitant communiquer est sécurisé.

Maintenant, tout ça pour dire que finalement, le protocole quantique de transmission de la clé n’est peut-être pas aussi inviolable que l’on pensait.

Un groupe de recherche a présenté une faille dans ce protocole tout à fait utilisable pour récupérer intégralement la clé sans que ni l’expéditeur, ni le destinataire ne soient au courant :

How you can build an eavesdropper for a quantum cryptosystem (présentation)

Les auteurs utilisent les caractéristiques des détecteurs de photons. Ceux-ci peuvent être rendus aveugles (i.e. ne plus détecter aucun photon) s’ils sont noyés sous un flux important de photons. Il devient totalement insensible aux photons envoyés un par un. Le détecteur peut être déclenché à nouveau si un flux plus brillant encore lui est envoyé.

Un espion peut donc utiliser ce système pour déclencher le détecteur sur commande. Ainsi, il peut intercepter les photons envoyés par l’expéditeur et mesurer la clé en utilisant la même configuration de détecteur que le destinataire. Pour chaque bit reçu, l’espion peut déclencher un événement sur le détecteur du destinataire qui ne se rendra pas compte que la clé a été interceptée.

La solution pour contrer l’espion serait de mesurer l’intensité du flux de photons, mais je ne sais pas dans quelle mesure cela pourrait être fait pendant l’émission de la clé sans perturber la transmission.

Un article d’une page résumant le principe : S. Sauge, V. Makarov, and A. Anisimov, “Quantum hacking: how Eve can exploit component imperfections to control yet another of Bob’s single-photon qubit detectors,” presented at CLEO/Europe-EQEC 2009, Munich, Germany, June 14–19, 2009.

L’article plus complet sur arXiv : Controlling passively-quenched single photon detectors by bright light

Le monde est petit

Classé dans : Général, Science — Sebastiao Correia 16 février 2010 @ 23:38
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Le monde est petit. A l’époque des réseaux sociaux, on sait maintenant que le monde des relations est petit. Qu’en est-il du monde physique ?

Avec quelques belles images à l’appui, des chercheurs ont montré que le Tibet est le point le plus reculé de la planète. Il faut 3 semaines de voyage pour l’atteindre. Pour le reste de la planète, moins de 10% de la surface se trouve à plus de 48h de voyage d’une ville. L’étude ne prend pas en compte les liaisons aériennes mais s’intéresse aux liaisons routières, ferroviaires et maritimes.

Temps de parcours jusquaux villes principales

Temps de parcours jusqu'aux villes principales

Source : New Scientist.

Réalisme et interaction à distance ?

Classé dans : Physique, quantique — Sebastiao Correia 15 décembre 2009 @ 22:47
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Voici un point de vue intéressant sur les expériences EPR et EPRB (EPRB étant la version de Bohm de l’expérience EPR appliquée aux spins). Michel Gondran reprend la théorie de l’onde pilote de de Broglie et propose une autre interprétation avec laquelle il arrive à concilier les « interactions à distance » prouvées par les expériences d’Alain Aspect et le réalisme cher à Einstein et nécessaire à la relavité générale. Pour cela, il insiste sur la distinction  entre EPR et EPRB, distinction qui est souvent passée sous silence ou au mieux ramenée à une simple question de facilité de mise en oeuvre pratique.

Le point essentiel tourne autour de l’éther de la relativité générale (concept réintroduit par Einstein pour la relativité générale alors que précédemment supprimé dans le cas de la relativité restreinte).

Je conseille la lecture de cet article qui présente succintement de manière claire le point de vue de l’auteur sur  l’historique du paradoxe EPR et les interprétations que l’on peut en faire.

A noter que selon l’auteur, sa thèse le pousse à penser que les ordinateurs quantiques ne sont pas réalisables à grande échelle (c’est-à-dire pouvant manipuler un grand nombre de qubits). La raison ne serait pas à chercher dans la décohérence comme le pensent beaucoup de chercheurs, mais plutôt dans le principe fondamental qui veut que la fonction d’onde n’a pas de réalité mais que la particule en a une (selon l’interprétation de de Broglie).

Affaire à suivre…

A lire sur le blog d’Automates Intelligents.

Ecrire des maths sur le web

Classé dans : Maths — Sebastiao Correia 14 octobre 2009 @ 23:40
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Je viens de passer quelques temps à lire ce blog : Inclassables Mathématiques Le blog 2.0

J’y ai trouvé quelques liens intéressants.

En voici 2 pour pratiquer les maths sur le web :

  1. Le premier permet de créer des figures en ligne et d’y insérer des équations mathématiques.
  2. Le second permet de causer mathématique en ligne, autrement dit de placer des équations dans une conversation en ligne. Essayez donc de faire la même chose avec MSN…

Et , vous pouvez rechercher votre date de naissance (ou toute autre séquence de chiffres) dans les décimales de pi. Ma date de naissance n’y est pas si on l’écrit selon le format français (jjmmaaaa). Par contre, je la trouve en l’écrivant selon le format anglais (mmjjaaaa) ou le format iso (aaaammjj).

Pour comprendre un peu mieux les probabilités de trouver une séquence dans pi, voyez ici.

Source : Les articles d’Inclassables mathématiques , et .

Séminaire Poincaré

Classé dans : Général, Physique, Rendez-vous, Science — Sebastiao Correia 2 octobre 2009 @ 22:23
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Samedi 21 novembre aura lieu le prochain Séminaire Poincaré sur

Les verres et matériaux granuleux

Ce domaine de recherche permet de comprendre entre autres phénomènes le chant des dunes.

Le programme prévu est

Lieu : Institut Henri Poincaré, 11 rue Pierre et Marie Curie, Paris.
Accès ici.

Trou noir

Classé dans : Science — Sebastiao Correia 1 avril 2009 @ 23:58
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Après mon précédent billet, il est tout naturel de parler des trous noirs.
En fait, plutôt que d’en parler, je vous laisse vivre l’expérience de « tomber » dans un trou noir : vidéo.

Avec cette vidéo, on ne se rend pas bien compte du moment où l’on pénètre dans le trou noir. Pour mieux apprécier le passage de l’horizon du trou noir, les chercheurs ont ajouté une grille ainsi qu’une horloge et une carte pour se répérer : vidéo.

Contrairement à ce que certains pourraient penser, l’intérieur d’un trou noir n’est pas noir. Les étoiles que l’on voit dans le film représentent la Voie Lactée. Au départ, on voit clairement l’effet de lentille gravitationnelle. Apparaît ensuite l’anneau d’Einstein d’un objet lumineux parfaitement aligné avec le trou noir et nous.

Une chose amusante est que l’on peut voir (sur la grille virtuelle représentant la surface du trou noir) le pôle nord et le pôle sud du trou noir en même temps du fait de la distorsion de son environnement.

A une distance de 1.5 fois le rayon de Schwarzschild, on ne remarque pas spécialement la sphère de photons. Là, les photons peuvent encore orbiter de façon stable autour du trou noir. Mais il n’y a pas de concentration de photons à cet endroit et c’est pourquoi on ne voit rien de spécial.

On franchit ensuite l’horizon du trou noir (là, plus de retour possible, il faut aller au bout…) sans trop s’en apercevoir et on tombe sur la singularité centrale, où l’espace et le temps s’arrêtent (ainsi que la vidéo ;-) )

Source : Technology Review: Blogs: arXiv blog: A black hole with a view

L’article scientifique : http://arxiv.org/abs/0903.4717
Plus d’infos sur les vidéos sur ce site. En particulier, chaque étape y est détaillée.

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