Découvrez le Magsurf à supraconducteur, premier surf lévitan

Par Jean-Luc Goudet, Futura-Sciences
 
Il flotte à quelques centimètres au-dessus de son rail, par répulsion magnétique, évoluant sans frottement avec son passager : le Magsurf se montre au public à l’université Paris Diderot. Non loin de là, l’exposition Supradesign, déjà présentée par Futura-Sciences, montre les stupéfiantes possibilités de la supraconductivité.

On l’a vu dans les opus 2 et 3 de la saga Retour vers le futur : l’hoverboard, ou surf volant, est très commode et particulièrement efficace car il flotte à quelques centimètres du sol et glisse donc sans frottement. Les auteurs ne précisent pas la mystérieuse force de sustentation mais la rendent inexploitable sur l’eau. Cette force existe disent les scientifiques : c’est l’interaction électromagnétique, que l’on peut rendre beaucoup plus puissante avec les matériaux supraconducteurs, dont la résistance électrique s’annule.

Depuis longtemps, on sait ainsi faire léviter des aimants grâce à cet effet découvert… en 1911 dans du mercure descendu à une température de quelques degrés au-dessus du zéro absolu (précisément 4,2 kelvins). Découverte à la température de l’hélium liquide (vers -270 °C), la supraconductivité se manifeste aussi à celle de l’azote liquide (vers -180 °C) dans certains matériaux, comme les cuprates.

C’est ce qu’ont exploité les physiciens du laboratoire Matériaux et phénomènes quantiques de l’université Paris Diderot-Paris 7 pour montrer au public le Magsurf, un hoverboard réel, avec lequel on peut jouer jusqu’au 15 octobre. Une fois empli d’azote liquide, l’engin se met à flotter à 2 ou 3 centimètres du rail, qui contient un aimant et on peut alors monter dessus pour s’amuser (en ligne droite) avec un surf sans frottement.

Des perspectives vertigineuses

De nombreuses applications existent déjà, en médecine ou en électronique, reposant sur des supraconducteurs à très basses températures. Mais on pourrait faire beaucoup faire mieux si l’on pouvait l’obtenir à des températures plus élevées.

Les physiciens peinent à expliquer la supraconductivité à haute température critique (celle de l’azote liquide), mais ne désespèrent pas de l’obtenir à température ambiante. À l’université Paris XI, l’équipe de Julien Bobroff, du laboratoire de Physique des solides, a réalisé un superbe et étonnant site Web montrant, sous forme d'images et de vidéos, les applications possibles d’une hypothétique supraconductivité à température ambiante. Baptisé Supradesign, ce projet est aussi une exposition à visiter jusqu’au 15 octobre à l’espace Science Pierre-Gilles de Gennes à l’ESCPI ParisTech (rue Vauquelin dans le cinquième arrondissement), puis du 22 octobre au 2 novembre à la cité des Sciences (à Paris).

À voir : notre sélection de vidéos et les explications de Julien Bobroff. Ces applications imaginaires ne sont pas de la pure science-fiction, s'appuyant sur les subtilités de l’effet Meissner, qui expulse un champ magnétique et qui permet de repousser mais aussi d’attirer un objet. D’où l’idée de s’accrocher un sac à dos qui se tiendrait à quelques centimètres du corps... D'après Alain Sacuto, le Magsurf pourrait préfigurer de futurs transports urbains, à l'image des trains à sustentation magnétique.

Un bras virtuel contrôlé par la pensée et doté d'un sens du toucher

Des scientifiques américains ont appris à des singes à bouger les bras d'un personnage de jeu vidéo en utilisant seulement la puissance de leur pensée. Une véritable avancée qui pourrait aider dans le futur les patients tétraplégiques.

Des chercheurs du Duke Centre for Neuroengineering de Durham en Caroline du Nord sont parvenus à réaliser un dispositif complexe permettant aux singes de commander les bras d’un personnage virtuel, représenté sur un écran d’ordinateur sans déplacer une partie de leur propre corps.

Le concept, basé sur l’utilisation de l’activité électrique cérébrale des primates a été testé sur deux macaques rhésus. Le protocole a consisté à apprendre aux primates à utiliser les mains du personnage pour explorer la surface de trois objets virtuels. Ceux-ci, d'apparences similaires ont été conçus pour présenter trois textures différentes, exprimées au moyen de minuscules signaux électriques envoyés au cerveau des primates. La tâche demandée au macaque était de rechercher un objet virtuel présentant une texture particulière, celui-ci étant récompensé lors d’une identification correcte.

Les résultats, publiés dans la revue Nature, quant au succès de l’expérimentation sont plutôt encourageant. En effet, si un des macaques a eu besoin de neuf tentatives avant d’identifier le bon objet, l’autre n’a effectué que quatre essais avant de réussir. "Le succès remarquable de ces  primates nous laisse penser que les humains pourrait accomplir la même tâche beaucoup plus facilement dans un proche avenir" indique au Telegraph, Miguel Nicolelis, co-directeur du Duke Centre for Neuroengineering.

Un exosquelette robotisé permettant aux tétraplégiques de ressentir à nouveau

Les chercheurs travaillent désormais sur d’éventuelles applications de leur dispositif pour des humains victimes de paralysie de leurs membres. ''Un jour, dans un avenir proche, les patients tétraplégiques profiteront de cette technologie non seulement pour bouger les membres et marcher de nouveau, mais aussi pour sentir la texture des objets placés dans leurs mains, ou pour vivre l'expérience des nuances du terrain sur lequel ils se promèneront avec l'aide d'un exosquelette robotisé portable'', déclare Miguel Nicolelis.

Le Duke Centre for Neuroengineering prévoit de réaliser une démonstration publique d'un exosquelette robotisé utilisé par un tétraplégique, lors du match d'ouverture de la Coupe du Monde de Football 2014.

KDDI présente un téléphone qui émet du son sans haut parleur

La firme KDDI profite du salon Ceatec (Combined Exhibition of
Advanced Technologies) qui se tient en ce moment à Tokyo, pour
présenter son invention. Il s'agit d'un téléphone qui a été démuni de
haut parleur tout en permettant d'avoir une conversation parfaitement
audible. Le secret de la firme pour arriver à ce résultat n'est pas
une nouveauté en soi: le téléphone utilise le principe de la
conduction osseuse. C'est à dire qu'il emprunte le corps de
l'utilisateur pour faire parvenir le son à son oreille interne, au       
lieu d'utiliser la voie des airs.
 

Le téléphone de KDDI utilise le principe de la conduction osseuse pour faire vibrer l'oreille interne.
Illustration: extrait de la video de présentation

Le téléphone de KDDI utilise le principe de la conduction osseuse pour
faire vibrer l'oreille interne.
Illustration: extrait de la video de présentation

Pour comprendre le fonctionnement, rappelons tout d'abord que le son
n'est rien d'autre qu'une onde produite par la vibration d'un support,
qui provoque un déplacement de l'air permettant sa propagation jusqu'à
nos oreilles. Vu du côté physiologique, le son est donc une sensation
auditive que cette vibration peut provoquer.

Le téléphone développé par KDDI utilise également des vibrations, mais
à une fréquence telle qu'elles ne provoquent pas cette sensation
auditive (les ondes qui se déplacent ne sont pas acheminées par
l'air). Cependant, il suffit qu'une partie du corps d'un homme soit en
contact avec l'appareil pour qu'il puisse percevoir un son: les
vibrations produites par l'appareil empruntent le corps de
l'utilisateur en utilisant la conduction osseuse. Ainsi, lorsque la
vibration parvient à l'intérieur du crâne, elles font vibrer l'oreille
interne et le cerveau est à même d'entendre le son émis.

La démonstration au salon Ceatec est faite par une opératrice qui,
équipée d'un casque anti-bruit, communique avec son correspondant en
tenant simplement le téléphone dans sa main. Il pourrait tout autant
être représenté avec un utilisateur qui écoute de la musique avec son
baladeur et des écouteurs, en passant une communication téléphonique.

Ce système n'est pas nouveau car depuis plusieurs années, des boitiers
sont commercialisés permettant de convertir un son "classique" en
vibrations pouvant être perçues grâce à la conduction osseuse.
Toutefois, c'est la première fois que ce système est directement
intégré dans un téléphone.

Ce système pourrait plaire à certains pour écouter son interlocuteur
sans avoir à activer l'amplification sonore de son téléphone et gêner
ses voisins. Il plaira à d'autres qui émettent des doutes sur
l'inoffensivité des ondes (émises par les téléphones) sur le cerveau.
La firme argumente un autre atout: le téléphone n'ayant plus besoin de
haut parleur, les téléphones pourraient se passer de l'ouverture
prévue à cet effet, et ainsi devenir plus étanches (il y aurait moins
d'endroits où l'eau pourrait s'infiltrer). Aucune information n'a été
communiquée quant à la commercialisation de cette technologie.

Auteur de l'article: Cédric DEPOND
 

À la recherche des gènes de l’intelligence

(Agence Science-Presse) Des chercheurs viennent de publier une étude
sur les liens entre l’intelligence et le génome. Et leur conclusion?
L’intelligence est en partie héréditaire... et en partie le fruit de
l’environnement.


Plus précisément, explique Jacques Michaud, professeur au département
de biochimie de la faculté de médecine de l’Université de Montréal, si
l’on considère le génome humain comme un train, ces chercheurs «ont
identifié environ 600,000 wagons (ou nucléotides) qui sont variables
d’un individu à l’autre et ils ont essayé de déterminer s’il y avait
une corrélation entre certains de ces wagons et l’intelligence.»

Pour ce faire, ils ont identifié 3511 individus, dont ils ont détaillé
les principales caractéristiques génétiques, comme une maladie,
l’apparence physique ou la taille. Leur article est paru dans
l’édition d’août de la revue Molecular Psychiatry.

Les résultats n’ont pas surpris beaucoup M. Michaud. «C’est qu’il n’y
a pas une région qui semble s’imposer significativement pour dire
qu’une partie du génome plutôt que telle autre explique
l’intelligence.»

Bref, «ce qu’ils ont démontré, c’est qu’il n’y a pas un wagon qui
pouvait en soi expliquer l’intelligence», du moins pas assez pour
expliquer la variabilité dans l’intelligence des personnes qui ont été
étudiées.

Pour M. Michaud, qui s’est spécialisé dans la déficience
intellectuelle, les gènes qui sont en cause dans ces cas-là «ne sont
pas nécessairement les gènes qui sont en cause dans l’intelligence.»
Et inversement.

On est donc loin d’avoir répondu à l’éternelle question qu'est-ce que
l’intelligence? Néanmoins, l’étude lève un pan du voile. Contrairement
à une croyance répandue, il ne faut pas espérer trouver un jour «le»
gène de l’intelligence. II y en a des centaines qui chacun
contribuent. Mais il n’est pas exclu, selon notre spécialiste, que
d’ici dix ans on puisse mieux les comprendre…
 

Une nouvelle pièce maîtresse pour l'ordinateur quantique

Pierre Masse - Université de Sherbrooke

Une équipe de recherche internationale a mis au point un dispositif semi-conducteur qui pourrait être à la base de la fabrication d'un ordinateur quantique. Il s'agit d'une double boîte quantique emprisonnant deux électrons, dont l'orientation des spins — une propriété magnétique fondamentale — est sélectivement contrôlée par un microaimant.

Le professeur Michel Pioro-Ladrière du Département de physique de l'Université de Sherbrooke, aidé de ses collègues au Japon et en Autriche, est à l'origine de la fabrication du dispositif qui permet d'opérer des calculs quantiques. Son fonctionnement est décrit dans la version en ligne du journal Physical Review Letters du 26 septembre 2011.

"Nous avons réussi à préparer les électrons pour le calcul, à agir sélectivement sur l'orientation de leurs spins, à les coupler pour opérer l'algorithme choisi et finalement à lire le résultat, résume le professeur Pioro-Ladrière. C'est la première fois que le tout est combiné dans une seule expérience", précise le physicien.

Depuis la découverte, il y a dix ans, des premières boîtes quantiques confinant des spins électroniques, les spécialistes considèrent cette technologie comme une des plus prometteuses pour l'avenir de l'informatique quantique. En effet, l'information à traiter (0 ou 1) peut s'encoder par l'orientation de spins diamétralement opposés qui se manipulent relativement bien. Mais il manquait jusqu'à maintenant une expérience complète pour prouver sa faisabilité. "Nous avons apporté la preuve de principe que le dispositif fonctionne et qu'il permet de faire les calculs essentiels aux algorithmes quantiques", affirme le chercheur.

Une stabilité à optimiser

L'équipe a fabriqué cette boîte quantique dans un matériau semi-conducteur couramment utilisé pour les téléphones cellulaires, ce qui faciliterait le passage vers une production industrielle éprouvée. Actuellement, sa stabilité, soit le temps disponible avant de perdre l'information quantique, est encore trop faible pour un ordinateur quantique fonctionnel. Mais le physicien croit qu'en raison de son échelle de fonctionnement microscopique , les améliorations potentielles sont prometteuses.

"Notre équipe cherche déjà à optimiser le design des microaimants et à diminuer l'intensité des champs magnétiques des noyaux autour des électrons qui perturbent la cohérence quantique nécessaire", explique le spécialiste.

Il existe déjà un autre dispositif plus stable: le circuit électrodynamique quantique fabriqué avec des matériaux supraconducteurs, aussi appelé bus quantique. Par contre, son échelle de fonctionnement macroscopique n'offre peut-être pas le même potentiel de développement qu'un système à l'échelle microscopique, croit le professeur Pioro-Ladrière.

"L'avenir de l'ordinateur quantique est peut-être une combinaison de boîtes quantiques et de bus quantiques comme ceux développés par mon collègue Alexandre Blais, professeur au même Département, anticipe le professeur Pioro-Ladrière. Ainsi, nous aurions le meilleur des deux mondes."

Dans quelques mois, le professeur Pioro-Ladrière aura un atout supplémentaire pour poursuivre son travail. Il ouvrira un nouveau laboratoire à la Faculté des sciences. " Ce sera le premier laboratoire expérimental d'informatique quantique au Québec", précise-t-il. De plus, avec l'aide du Centre de recherche en nanofabrication et nanocaractérisation de l'Université de Sherbrooke (CNR2), son équipe pourra directement fabriquer et manipuler des circuits quantiques à Sherbrooke. Ses recherches, et celles de ses collègues de l'Équipe de recherche en physique de l'information quantique (ÉPIQ), permettent de prédire des développements prometteurs pour l'informatique quantique à Sherbrooke.

Pour conclure, le chercheur rappelle que le Canada s'est taillé une place de choix ordre dans le domaine. Pour preuve, l'inventeur de la toute première boite quantique, maintenant utilisée par la plupart des groupes de recherche dans le monde, était son directeur de recherche de maitrise à Sherbrooke : Andrew Stanislaw Sachrajda du Conseil national de recherches du Canada également professeur associé au Département de physique de l'Université de Sherbrooke.

Source: Pierre Masse - Université de Sherbrooke

Une feuille artificielle créatrice d'énergie

Une feuille artificielle qui transforme la lumière solaire en énergie pouvant être entreposée pour utilisation ultérieure a été créée par des bio-ingénieurs américains.

Composée d'une cellule solaire en silice avec différents matériaux catalytiques attachés sur les deux côtés, la feuille n'a besoin d'aucun branchement ni d'aucun circuit
de contrôle pour fonctionner.

Le Pr Daniel Nocera et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT) expliquent qu'il suffit de placer cette feuille dans un récipient rempli d'eau et exposé
à la lumière du soleil pour qu'elle produise rapidement des flots de bulles d'oxygène sur un côté et d'hydrogène sur l'autre.

En outre, si la feuille est mise dans un conteneur avec une paroi séparant ses deux faces, les bulles produites peuvent alors être récupérées et entreposées pour être utilisées ensuite afin de produire de l'électricité.

Ainsi, en plaçant les bulles d'oxygène et d'hydrogène dans une pile à combustible, elles se combinent de nouveau en eau tout en produisant de l'électricité dans ce
processus.

Les matériaux qui composent cette feuille sont bon marché et abondants et incluent, outre la silice, du cobalt et du nickel. En outre, elle fonctionne dans de l'eau ordinaire.

Actuellement, les autres systèmes se servant de la lumière du soleil pour séparer l'oxygène de l'hydrogène, qui forment l'eau, utilisent des solutions corrosives.

Le nouveau système reste cependant à peaufiner, puisque le système de collecte et d'entreposage doit encore être développé.
Le détail de cette invention est l'objet d'un article publié dans la revue Science.
Radio-Canada.ca avec
Agence France Presse

Des chercheurs inversent le processus de vieillissement sur des cellules souches adultes

Stopper le processus de vieillissement, c’est l’un des vieux fantasmes de l’espèce humaine. Cela voudrait dire qu’à partir d’un certain point on pourrait atteindre l’immortalité et la vie éternelle.

Mais inverser le processus du vieillissement biologique, c’est encore plus fort. Et c’est pourtant ce qu’ont réussi à faire des scientifiques du Buck Institute et de l’Institut de Technologie de Géorgie.

Le groupe de recherche a pu arrêter la dégénérescence de cellules souches adultes en leur permettant de se régénérer (donc de rajeunir).

Les cellules souches adultes jouent un rôle prépondérant dans l’organisme en remplaçant les tissus endommagés. Mais plus la personne vieillit, moins ces cellules de remplacement sont dans un état irréprochable.
En les rajeunissant, les chercheurs régleraient ainsi un problème de taille, permettant à l’être humain de vivre vraiment plus longtemps. Dans un premier temps il s’agirait de « réparer » les malades avec du tissu organique tout jeune, tout neuf. Dans un deuxième temps (dans 30, 50 ans ?) on pourrait possiblement appliquer le même processus sur des personnes en bonne santé mais qui commencent à vieillir. A partir d’un certain âge on pourrait décider « là j’arrête de vieillir »…

“We demonstrated that we were able to reverse the process of aging for human adult stem cells by intervening with the activity of non-protein coding RNAs originated from genomic regions once dismissed as non-functional ‘genomic junk’,” said Victoria Lunyak, Ph.D., associate professor at the Buck Institute for Research on Aging.

Concrètement, les applications reconstructives (pour le moment sur des tissus malades uniquement) pourraient avoir lieu pour réparer les muscles du coeur à la suite d’un infarctus, pour guérir plus rapidement des blessures, pour produire de l’insuline pour les patients atteints de diabète de type 1, pour regénérer des os fragilisés, pour soigner l’arthrite et l’ostéoporose, etc.

Article rédigé dans la catégorie: Science Avenir, Humaine et Vie par Vincent Abry