Revue de Presse Nano&Physique - Janvier-Mars 2019

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Retrouvez ici une sélection d’articles issus de notre veille quotidienne aux Etats-Unis pour la période du 16 Janvier au 26 Mars 2019.

Politique Scientifique

Le prochain budget de la Maison Blanche met à mal le financement fédéral pour la recherche énergétique
AIP, 21 mars 2019
Suite à la proposition budgétaire du financement des agences fédérales pour 2020, l’avenir de l’ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy, l’agence du Department of Energy soutenant la recherche dans les énergies propres) est directement menacé. Figure également une diminution du support à la recherche sur les énergies nucléaires via le DoE (-38%). Les fonds disponibles seront avant tout redistribués sur les quatre thématiques d’innovation dévoilées par le Président lors de son discours sur l’Etat de l’Union : l’intelligence artificielle, les technologies quantiques, les communications de pointe et les méthodes de fabrication avancées.

Une professeure d’Austin récompensée par le prix Abel
UT News, 19 mars 2019
L’Académie des Sciences et des Lettres de Norvège a attribué le prix Abel 2019 à Karen Uhlenbeck, professeure émérite à l’Université du Texas à Austin, pour ses travaux en géométrie analytique. Ce prix d’excellence mathématique vient récompenser les trente années de recherche du Professeur Uhlenbeck à UT Austin, dont les travaux se situent au carrefour des mathématiques et de la physique, telles que la théorie des cordes ou la compréhension de la déformation de l’espace-temps. Ce prix Abel d’autant plus l’excellence mathématique de l’Université du Texas à Austin, classée 13ème mondiale dans ce domaine (selon le classement de Shanghai de 2018). Cette excellence en mathématiques n’est pas sans rappeler la collaboration engagée avec la France, matérialisée par la présence de mathématiciens français de haut niveau (François Baccelli, Alexis Vasseur et Thibault Taillefumier) au département de mathématiques.

Réévaluation quadriennale du National Nanotechnology Initiative (NNI)
The National Academics of Sciences, Engineering & Medicine, 14 mars 2019
Un comité d’experts s’est réuni à Washington du 14 au 15 mars 2019 pour faire le point sur le National Nanotechnology Initiative (NNI), un programme fédéral lancé en 2001 et visant à pérenniser l’effort national dans la recherche en nanosciences. Nommé par le National Research Council (NRC) des États-Unis en février dernier, ce comité a la charge de réévaluer la pertinence du NNI, en particulier sur la question du positionnement technologique des Etats-Unis, et sur l’impact des nanotechnologies sur l’économie et la sécurité du pays. Les conclusions formulées par le comité seront directement adressées au Nanoscale Science, Engineering, and Technology Subcommittee de la Maison Blanche ainsi qu’au National Nanotechnology Coordination Office en charge de l’initiative.

Création du National Quantum Coordination Office par l’OSTP
DoE, 5 mars 2019
L’Office of Science and Technology Policy (OSTP) a annoncé début mars la création d’un bureau de veille des technologies quantiques, le National Quantum Coordination Office, dont l’objectif sera de coordonner les actions des agences fédérales dans le développement des technologies quantiques. Ce bureau fait écho à la signature du National Quantum Initiative Act par le président en décembre dernier. Ce plan prévoit la mobilisation de 1,2 milliards de dollars sur les cinq prochaines années et officialise le lancement des Etats-Unis dans la course aux technologies quantiques face à la Chine et au Flagship européen.

Etat des lieux de la recherche dans les sciences des matériaux
The National Academics of Sciences, Engineering & Medicine, 28 février
Les Académies Nationales de Sciences, Ingénierie et Médecine ont publié un rapport en début de mois faisant le point sur l’état de la recherche en sciences des matériaux aux Etats-Unis. Baptisé "Frontiers of Materials Research : A Decadal Survey", ce rapport définit les grands axes de développement dans cette discipline pour la prochaine décennie, et souligne notamment l’importance du financement fédéral dans l’accès aux équipements et laboratoires dédiés aux matériaux. Le rapport souligne l’importance du soutien fédéral à la recherche fondamentale, en accentuant en particulier l’effort de recherche dans les technologies de fabrication avancées, la science et l’ingénierie des matériaux quantiques, et l’application des dernières méthodes informatiques (analyses de données, machine-learning et deep learning) à la recherche en matériaux.

Le DARPA annonce la création d’un programme d’étude sur l’ordinateur quantique
DARPA, 27 février 20119
Le Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) a annoncé le 27 février la création du Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum program (ou ONISQ) dans l’optique de résoudre les problèmes de décohérence (source d’erreurs et de non-fiabilités) survenant dans le fonctionnement des ordinateurs quantiques. Pour ce faire, l’agence a ouvert un appel à projet pour réunir des équipes multidisciplinaires, tant en mathématiques, qu’en physique ou informatique. L’enjeu de ce vaste programme est avant tout militaire et servira à parfaire le système logistique de l’armée dans les endroits reculés qui ne bénéficient pas d’infrastructures adaptées.

Le Department of Energy met l’accent sur l’information quantique
DoE, 16 janvier 2019
Le Department of Energy (DoE) a officialisé en janvier 2019 un fonds de 45 millions de dollars destiné à soutenir l’effort de recherche dans les technologies de l’information quantique. Ce plan de financement d’une durée de trois ans s’adresse exclusivement aux laboratoires nationaux, aux universités et aux sociétés à but non-lucratifs. Cette initiative vise essentiellement deux axes de recherche spécifiques : la recherche en chimie et en sciences des matériaux pour la conception et le développement de l’information quantique, et l’utilisation de l’informatique quantique pour résoudre les problèmes de recherche en chimie et en science des matériaux.

Physique

Une meilleure compréhension de la désintégration nucléaire
Nature, 11 mars 2019
Le rayonnement Beta est le phénomène physique à l’origine de la diversité des éléments chimiques présents dans l’univers et s’explique par la transformation d’un neutron en proton au sein d’un noyau (et inversement). Néanmoins, l’expérience montre que la vitesse de ce phénomène varie selon l’environnement étudié. A l’aide des calculs d’un super ordinateur, des chercheurs de l’Université du Tennessee à Knoxville, en collaboration avec une équipe de l’Université de British Columbia à Vancouver sont parvenus à construire un modèle théorique expliquant ces différences d’observations.

L’énigme du phénomène EMC enfin résolue ?
Nature, 20 février 2019
A l’aide d’un accélérateur à électrons, une équipe de chercheurs du Jefferson Laboratory en Virginie sont parvenus à expliquer l’effet EMC (European Muon Collaboration - d’après l’équipe ayant découvert l’effet), un phénomène connu depuis 1983 par lequel protons et neutrons (entités constituant le noyau de l’atome) se comportent différemment selon leur couplage.

Mise à jour de l’observatoire d’ondes gravitationnelles LIGO
Nature, 15 février 2019
Les Etats-Unis et le Royaume Uni ont conjointement annoncé un plan de 35 millions de dollars (dont $ 20,4 millions à la charge de la NSF) visant à améliorer le détecteur d’ondes gravitationnelles LIGO. La mise en chantier concerne les deux détecteurs (situés à Livingstone en Louisiane et au laboratoire national de Hanford dans l’état de Washington) et consiste en l’ajout de deux cavités optiques de 300 mètres de long destinées à réduire le bruit lors de la mesure. Ce projet, baptisé Advanced LIGO+ (ou ALIGO+) augmentera sensiblement la distance et les capacités de mesure de l’observatoire. Le chantier devrait se terminer en 2022.

Un microscope pour étudier la diffusion de l’hydrogène
MIT News, 4 février 2019
L’atome d’hydrogène est le plus petit du tableau périodique, après l’hélium. De ce fait, il diffuse facilement dans les matériaux cristallins et il est difficile d’étudier avec précision les transformations qu’il induit. Une équipe du MIT a conçu un dispositif couplé à un microscope à balayage électronique (MEB) permettant de capturer et de suivre la migration de l’hydrogène au sein d’un alliage. Les premiers essais ont ainsi permis de retracer et comprendre la formation d’hydrures dans un alliage au titane ; un phénomène responsable du vieillissement des cuves de réacteurs nucléaires par exemple.

Nano

Une diode à base de nanofils plus performante
IOPScience, 21 mars 2019
Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) dans le Colorado sont parvenus à doper une diode électroluminescente (LED) et à multiplier jusque cinq fois son intensité lumineuse. La LED en question est constituée de jonctions « p-i-n » injectant les électrons au cœur d’un nanofil de nitrure de galium (GaN). L’équipe a eu l’idée d’introduire des impuretés d’aluminium pour canaliser le flux d’électrons et augmenter sensiblement le rendement de la diode. Cette diode émet dans l’ultraviolet et trouve ses applications dans des domaines comme la cuisson des polymères, l’asepsie médicale ou la purification de l’eau.

Des nanotubes pour des vêtements intelligents
Science, 8 février 2019
Le corps humain émet une quantité importante de chaleur par rayonnement infrarouge. S’il est facile de concevoir des vêtements qui retiennent ce rayonnement, ils ne sont cependant pas réversibles en cas de forte chaleur. Des chercheurs de l’Université du Maryland ont pourtant mis au point un textile intelligent capable de moduler le flux thermique issu du corps humain. En recouvrant les fibres de nanotubes de carbone hydro-sensibles, le matériau est alors capable de se déformer au contact de l’humidité, diminuant le couplage électromagnétique entre les nanotubes, et réduisant ainsi la rétention de rayons infrarouges.

Matériaux

Un matériau innovant simplifiant la conception électronique
Nature, 18 mars 2019
La plupart des composants électroniques de nos téléphones ou ordinateurs fonctionnent grâce à la combinaison de différentes couches de matériaux, tantôt conducteurs d’électrons (charges négatives), tantôt de « trous » (charges positives). Cela conditionne les dimensions et les procédés de conception de ces composants. Des chercheurs de la Ohio State University ont récemment découvert une structure cristalline capable d’assurer les deux types de comportements à la fois, en adaptant la géométrie des niveaux de Fermi au sein de la matière. Ce phénomène baptisé goniopolarité pourrait révolutionner le monde de l’électronique, sur des applications comme les cellules photovoltaïques, les transistors ou les diodes électroluminescentes.

Un alliage de pointe pour la construction nucléaire
ScienceAdvances, 1er mars 2019
Une équipe du laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique a conçu un alliage à base de tungstène capable de supporter des doses de radiations très élevées sans se dégrader. Les propriétés et la résistance de cet alliage « miracle » sont qualifiées de « sans précédent » au regard des alliages conventionnels, ce qui le prédestine à des applications nucléaires comme matériau de structure pour les réacteurs à fusion. Le phénomène de « fatigue » provoqué dans les matériaux par les radiations est un véritable enjeu dans le domaine, et conditionne la durée de vie des centrales.

Mise au point d’une mousse ultralégère à l’épreuve des hautes températures
Science, 15 février 2019
Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles a synthétisé un aérogel céramique léger et flexible, capable d’accommoder des températures de l’ordre de 1400°C sans perdre ses propriétés mécaniques. Le secret réside dans sa structure en nano-feuillets hyperboliques lui conférant une excellence résilience face aux chocs thermiques. Du fait de sa faible masse (à 99% d’air), cette céramique est un candidat idéal pour la plupart des applications en environnement spatial, là où masse et résistance thermique impactent directement le cahier des charges.

Une percée dans le monde des supraconducteurs
PNAS, 5 février 2019
Les supraconducteurs sont une famille de matériaux présentant la particularité d’afficher une résistance électrique nulle en dessous d’une certaine température. Cette température de transition varie en fonction de différents paramètres comme le niveau de dopage (ajout d’éléments supplémentaires) ou la pression appliquée au matériau, mais ne dépasse jamais une certaine limite. Des chercheurs de l’Université de Houston ont réussi à dépasser cette valeur seuil en exploitant le domaine des très hautes pressions, et ont obtenu des valeurs jamais atteintes jusque-là (autour de 90 K). Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux supraconducteurs fonctionnant à température ambiante.

Technologies quantiques

Microsoft dévoile sa stratégie dans la course à l’ordinateur quantique
Microsoft, 28 février 2019
A l’occasion de son dernier Startup Summit organisé à Redmond, dans l’état de Washington, Microsoft a annoncé la création du Microsoft Quantum Network, un vaste réseau d’entreprises et de start-up œuvrant dans l’informatique quantique. L’objectif de ce programme est de rassembler des compétences diverses (en programmation, algorithmes et architecture matérielle) sous l’égide de Microsoft, afin de développer un ordinateur quantique universel (reposant notamment sur l’utilisation de matériaux topologiques, une technologie également convoitée par IBM et le canadien D-Wave). L’informatique quantique représente un graal technologique pour bien des chercheurs, et pourrait être à la source de nombreuses découvertes dans les temps à venir.

Energie

Une piste pour accélérer le développement des réacteurs à fusion
The Royal Society, 4 février 2019
Dans un rapport publié en février, un chercheur du Laboratoire de physique des plasmas de Princeton explore la possibilité de créer des prototypes de réacteurs à fusion nucléaire moins chers et plus performants que les modèles conventionnels imaginés jusqu’ici. Basée sur la technologie Tokamak (sur laquelle repose le projet Iter), l’étude démontre le potentiel qu’offrirait un réacteur plus compact armé d’aimants supraconducteurs à haute température. Correctement maîtrisée, la fusion nucléaire procurerait une énergie propre, sans risque et quasiment inépuisable.


Rédacteur :
Olivier Tardieu, Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Consulat Général de Houston, deputy-phys@ambascience-usa.org