Près de 3000 articles en langue anglaise sont répertoriés par Google au sujet de la tempête solaire qui s’est produite le 6 mars 2012. L’événement, considéré comme le plus puissant depuis 5 ans, pouvait dérégler les satellites, perturber le GPS et mettre en danger les réseaux électriques comme lors de la grande panne de 1989 au Québec. Après un voyage de 150 millions de km, l’onde de particules éjectée par le soleil dans l’espace a touché la Terre ce jeudi 8 mars et l’on craignait de nombreuses perturbations. La Terre, et surtout les terriens, sont devenus tellement dépendants de l’électricité et de l’électronique que les colères magnétiques du Soleil les mettent en grand danger. Or, que s’est-il passé ? Rien pour l’instant… Si ce n’est de belles aurores boréales comme il s’en produit lors que chaque orage solaire. Notre étoile semble sortir d’une période de sommeil et promet donc de nouvelles éruptions au cours d’un nouveau cycle de 11 ans qui devrait être marqué par quelque 200 orages solaires aussi puissants que celui du 6 mars, soit environ un peu moins de 2 par mois en moyenne. Gageons que les prochains événements de ce type déclencheront moins de tempête médiatique. A tort, peut-être. Car, visiblement, l’art de la météo du système solaire souffre des mêmes incertitudes que celle qui concerne la Terre. Il semble difficile de prévoir l’impact de telles tempêtes sur notre bouclier constitué par la magnétosphère terrestre. Pour l”heure, réjouissons-nous d’avoir échappé à la colère du Soleil.

Michel Alberganti

Le piège dans lequel se forme l'antihydrogène.

Il faut reconnaître aux chercheurs du CERN de Genève, fort nombreux il est vrai, qu’ils ne désarment pas. Alors que l’affaire des neutrinos plus rapides que la lumière (expérience OPERA) n’est pas officiellement élucidée et que le boson de Higgs n’est pas totalement démasqué, une autre équipe, celle de l’expérience ALPHA, publie dans la revue Nature du 7 mars 2012, un article relatant ses derniers progrès dans l’étude de l’un des phénomènes les plus mystérieux de la physique: l’antimatière. « Nous avons prouvé que nous pouvons sonder la structure interne de l’atome d’antihydrogène, a déclaré Jeffrey Hangst, porte-parole de la collaboration ALPHA. C’est pour nous extrêmement prometteur. Nous savons désormais qu’il est possible de concevoir des expériences permettant de mesurer avec précision des antiatomes. » Les chercheurs ont en effet réalisé, pour la première fois, une mesure du spectre de l’antihydrogène.

Quelque chose plutôt que rien

Il ne s’agit pas du bout du chemin mais bien d’un premier pas significatif vers la compréhension que ce qu’est vraiment l’antimatière. Les chercheurs estiment qu’ils sont sur la voie d’une comparaison entre des atomes de matière et des atomes d’antimatière.  Il doivent encore affiner leurs mesures permettant d’ausculter l’antimatière afin d’en percer enfin les secrets. A terme, l’expérience ALPHA nous permettra peut-être de répondre à une question ô combien fondamentale: “Pourquoi existe-t-il quelque chose plutôt que rien ?” En effet, dans l’état actuel de nos connaissances, il ne devrait rien y avoir. Après le Big Bang, il semblerait que matière et antimatière aient existé en quantités égales. Or, en présence l’un de l’autre ces deux entités s’annihilent, c’est à dire qu’il ne reste… rien. Pourtant, ce n’est pas du tout ce qui s’est passé, loin s’en faut ! Malgré cette coexistence originelle nihiliste, d’une part l’antimatière a disparu et d’autre part la matière, elle, s’est retrouvée seule. C’est elle qui constitue l’Univers visible tout comme les cellules de notre corps. Tout le contraire, donc, de ce qui aurait dû arriver. Pourquoi la nature a-t-elle ainsi privilégié la matière ? Mystère.

Vers le spectre de l’antihydrogène

Le moment où les atomes d'antihydrogène sortent du piège et s’annihilent.

Pour le percer, les physiciens d’ALPHA se concentrent sur l’atome d’hydrogène, “l’élément le plus présent dans l’Univers “, comme le rappelle Jeffrey Hangst. “L’hydrogène et l’antihydrogène sont-ils différents ? Nous pouvons affirmer que nous le saurons un jour », s’avance le chercheur. Sa confiance s’appuie sur les dernières expériences réalisées qui sont parvenues à piéger des atomes d’antihydrogène dans des faisceaux de champs magnétiques. Soumis ensuite à un rayonnement micro-onde de fréquence très précise, ces antiatomes subissent une modification de leur orientation magnétique ce qui les libère du piège. Aussitôt, l’antihydrogène en contact avec l’hygrogène ambiant et disparaît non sans avoir laissé des traces caractéristiques de ses propriétés qui sont captées par les détecteurs situés autour du piège magnétique. En multipliant les expériences de ce type utilisant des micro-ondes mais aussi des lasers, les chercheurs d’ALPHA espèrent obtenir un spectre complet de l’antihydrogène qu’ils pourront comparer avec celui de l’hydrogène, très bien connu. Ils pourront alors peut-être comprendre pourquoi l’antimatière a disparu de l’Univers et pourquoi la matière, elle, a pris le pouvoir suprême. Celui d’exister.

Michel Alberganti

Ecoutez l’émission Science Publique sur France Culture au sujet de l’antimatière ( 7 janvier 2011):

07.01.2011 – Science publique | 10-11

Que peut nous apprendre l’antimatière ?

60 minutes

En toute logique, c’est le rien qui aurait du surgir du Big Bang. Une rencontre entre la matière et l’antimatière produit une quantité inimaginable d’énergie. Et puis… plus rien. Or, il existe, bel et bien, quelque chose que nous appelons la matière… Pourquoi existe-t-elle ? Et pourquoi son double, l’antimatière, a-t-il disparu ? Avec Etienne Klein CEA), Niels Madsen (CERN), Michel …

Recherche, Physique, Astronomie 16 commentaires

Les spécialistes du cerveau n’en finissent pas de s’émerveiller devant l’incroyable souplesse de cet organe. Cette fameuse “plasticité” de nos neurones nous permettra bientôt de piloter des machines sans utiliser nos membres. Une faculté qui sera sans doute exploitée d’abord par les personnes paralysées ou amputées. La possibilité d’une interface cerveau-machine étant désormais acquise, les chercheurs se penchent sur le confort des futurs utilisateurs. Une équipe constituée de spécialistes de l’université de Californie, à Berkeley, et du Centre Champalimaud pour l’Inconnu de Lisbonne, au Portugal, ont réalisé une expérience spectaculaire dont les résultats ont été publiés sur le site de la revue Nature, le 4 mars 2012.

Des rats ont été équipés d’une interface cerveau-machine, autrement dit d’un système capable de capter des signaux émis directement par le cerveau et de les utiliser pour la commande d’une machine. Dans ce cas, le système convertit les ondes cérébrales en sons audibles. Pour obtenir une récompense sous forme de nourriture, de l’eau sucrée ou des boulettes, les rats doivent moduler le fonctionnement d’un circuit cérébral très précis. Il leur faut en effet modifier la tonalité du son émis par la machine reliée à leur cerveau. Les rats entendent le son produit par le système et ils apprennent à associer les pensées provenant de la partie de leur cerveau connectée à la machine avec l’émission de sons plus graves ou plus aigus. Il n’a pas fallu plus de deux semaines d’entrainement pour que les rats soient capables de moduler ainsi leurs pensées afin de produire le son aigu qui leur permettait d’obtenir des boulettes de nourriture et le son grave qui les gratifiait d’eau sucrée.

Fait encore plus extraordinaire, les rats ont dû, pour atteindre ce résultat, modifier le fonctionnement naturel de leur cerveau. La partie de ce dernier qui était reliée à la machine leur sert habituellement à mettre en mouvement… leur moustache, organe sensoriel précieux. Or, en continuant à exploiter cette région cérébrale de cette façon, ils ne pouvait moduler le son émis par la machine et ils n’obtenaient donc pas la moindre récompense… Et ils se sont révélés capables de modifier le fonctionnement des neurones de cette zone pour obtenir le résultat désiré !

“Cela n’est pas naturel pour les rats”, souligne Rui Costa, l’un des principaux chercheurs portugais. Leur performance “nous apprend qu’il est possible de concevoir une prothèse d’une façon qui ne reproduise pas directement l’anatomie du système moteur pour fonctionner”. En d’autres termes, il n’est pas nécessaire d’utiliser le cortex moteur pour piloter un bras articulé. D’où une plus grande souplesse de programmation des prothèses robotiques commandées par la pensée. L’étude a également montré l’aptitude de la zone du cerveau connectée à passer d’un fonctionnement répétitif (l’actionnement des moustaches) à un processus intentionnel. En effet, les rats ont été capables de moduler la quantité de boulettes et d’eau sucrée qu’ils obtenaient en fonction de leur faim et de leur soif. “Ils ont ainsi contrôlé la tonalité du son émis en absence de tout mouvement physique”, note Rui Costa.

Un réseau d'électrodes fines comme des cheveux utilisé pour capter les signaux provenant du cerveau

Jose Carmena, professeur à l’université de Californie et co-auteur de l’article, tire un enseignement un peu différent, voire opposé, de cette expérience: “Nous espérons que ces nouveaux résultats sur le câblage du cerveau conduiront à la conception d’un spectre plus large de prothèses dont le fonctionnement soit le plus proche possible des fonctions cérébrales naturelles. Ils suggèrent que l’apprentissage du contrôle d’un interface cerveau-machine, qui n’est pas naturel par essence, pourrait finir par être ressenti comme totalement naturel par une personne grâce à un apprentissage utilisant des circuits cérébraux existants pour le contrôle des mouvements”.

Quoiqu’il en soit, la performance des rats ouvre considérablement le champ des possibles pour cette étrange relation qui ne pourra manquer de se nouer entre notre cerveau et les machines. Nul doute que les “interfaces” actuelles (clavier, souris, écrans tactiles, reconnaissance vocale…) paraîtront totalement archaïques d’ici quelques décennies. Au delà des personnes handicapées, ce sont bien les fonctions que nous assurons tous dans la vie quotidienne qui sont concernées. Demain, notre cerveau pilotera de nombreux objets. Si cette perspective peut effrayer, elle reste moins glaçante que son inverse…

Michel Alberganti