dimanche 14 janvier 2018

L'intelligence artificielle à la recherche d'exoplanètes

Rappelons qu'une exoplanète est une planète qui tourne autour d'une étoile, comme les planètes et la Terre tournent autour du Soleil. C'est en 1995 que deux astronomes suisses de l'observatoire de Genève, Michel Mayor et Didier Queloz , ont découvert la première exoplanète. Depuis, la chasse aux exoplanètes a été bien fructueuse, on compte aujourd'hui plus de 3000 exoplanètes découvertes! 
Et maintenant la chasse se poursuit avec l'intelligence artificielle. 


A la recherche d'une forme de vie extraterrestre

Sans cesse nous recherchons s'il existe une forme de vie en dehors de notre planète.
S E T I  (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) regroupe des projets scientifiques dont l'objectif est de détecter la présence de civilisations extraterrestres. De nombreux signaux ont été lancés et nous attendons, nous rêvons d'une réponse!
Nous nous posons depuis bien longtemps cette question: existe-t-il ou a-t'il existé une forme de vie dans les planètes du système solaire? Des télescopes spatiaux et de nombreuses sondes ont été envoyées  sur les planètes et leurs satellites.
En dehors du plaisir de la chasse, les scientifiques (astronomes, astrophysiciens, astrobiologistes, radioastronomes, etc ) vont maintenant chasser, dans d'autres étoiles que le Soleil, des exoplanètes dont les conditions seraient les plus proches de celles de la Terre et où il y aurait peut-être la présence d'une certaine forme de vie.
On est émerveillé devant l'ingéniosité déployée par les scientifiques pour détecter des exoplanètes situées à des milliards et des milliards de km. Ils utilisent, pour cela, trois méthodes:


1. La méthode des vitesses radiales

La vitesse radiale d'une étoile est la composante de sa vitesse dans la direction étoile-observateur. La présence d'une planète tournant autour de son étoile fait subir à celle-ci des oscillations : la vitesse radiale subit des petites variations et l'étoile se rapproche ou s'éloigne périodiquement. Il en résulte que le spectre de l'étoile est décalé vers le bleu ou le rouge alternativement (voir mon article "Redshift et blueshift" du 09/01/2017).

2. La méthode des transits



Le transit est le passage, dans la ligne de visée étoile-observateur, d'une planète devant son étoile. Lorsque la planète se déplace en 1- 2 -3, l'observateur note une diminution de luminosité de l'étoile en 1-2-3 sur la courbe. C'est une mini-éclipse de l'étoile par sa planète.


3. La méthode des microlentilles gravitationnelles


Lorsqu'une étoile proche (la microlentille) croise la ligne de visée entre la Terre et une étoile plus éloignée (la source) le flux lumineux de cette dernière est alors amplifié. Si une planète orbite autour de cette microlentille elle va également produire une amplification de faible amplitude.
On a observé ces deux amplifications du flux lumineux d'une étoile lointaine (graphique ci-dessus):
- dans la nuit du 31 Juillet 2005 par l'étoile-lentille OGLE-2005-BLG-390 L, 
- dans la nuit du 10 Août 2005 par sa planète OGLE-2005-BLG-390 L b (la petite bosse qui a été agrandie plus haut à droite). 
Chaque point représente une mesure du flux lumineux de l'étoile-source, la couleur de ce point correspond au télescope où l'observation a été faite. Les télescopes répartis sur différents continents (OGLE et Danish au Chili, Robonet aux Canaries et à Hawaï, Canopus et Perth en Australie, MOA en Nouvelle-Zélande) se sont relayés pour construire, toujours la nuit, la courbe ci-dessus. 


L'intelligence artificielle au service de la Nasa

Deux exoplanètes, Képler 90 i et Képler 80 g viennent d'être découvertes par une intelligence artificielle. Celle-ci est un algorithme d'apprentissage développé par Google,  une machine learning (machine qui apprend). Les chercheurs "nourrissent" la machine de milliers de données, de milliers de courbes de lumière d'étoiles données par le télescope spatial Képler de la Nasa entre 2009 et 2013 et la machine intelligente, inspirée d'un cerveau humain, tisse un réseau de neurones artificiels pour  apprendre  à détecter de minuscules diminutions de luminosité des étoiles. C'est la méthode des transits.

L'apport de l'intelligence artificielle va accélérer la découverte de nouvelles exoplanètes.
Et un jour, trouvera -t-on peut-être une petite planète rocheuse semblable à la Terre avec des traces de vie?

vendredi 22 décembre 2017

Avant le Big Bang

Il y a 13,8 milliards d'années environ éclata le Big Bang à l'origine de l' Univers mais avant le Big Bang que s'est-il bien passé ? Rien ? Quelque chose ? Tout esprit curieux doit se poser la question, mais la réponse est bien difficile à trouver et nombreuses sont les hypothèses avancées sans aucune preuve, sans la moindre observation de ce qu'il y a eu avant le Big Bang.


Après le Big  Bang

Pour chercher à comprendre, à deviner ce qu'il y a eu avant le Big Bang, regardons ce qui est arrivé après, par ordre chronologique en partant du début du Big Bang.
1. Penzias et Wilson ont réussi en 1965 avec une énorme antenne métallique en forme de corne, à capter un rayonnement fossile de l'Univers chaud primordial:

Les deux Prix Nobel Penzias (à droite) et Wilson (à gauche) devant l'énorme antenne en forme de corne.






















Les radiotélescopes, les télescopes terrestres ou spatiaux de plus en plus puissants permettent de scruter la voute céleste et de voir de plus en plus loin dans notre Univers. Les satellites COBE, WMAP, Planck ont observé un rayonnement fossile révélant les premières lueurs de l'Univers émises environ 370 000 ans après le Big Bang, soit très peu de temps après le Big Bang qui s'est produit, rappelons le, il y a environ 13, 8 milliards d'années. La photo ci-dessous prise par  le télescope du satellite Planck en 2009 présente des infimes variations de température qui traduisent les contrastes de densité de matière:

Au milieu, en blanc, brille la voie lactée notre Galaxie.

2. Ensuite cette matière a évolué pour donner des milliards de galaxies qui contiennent des milliards d'étoiles qui naissent, vivent et meurent. Globalement l'ensemble des galaxies est en expansion, l'Univers gonfle, gonfle comme un ballon, indéfiniment, en suivant la loi de Hubble.

3. Cette expansion s'accélère.


Avant le Big bang

A l'aide des observations précédentes, nous pouvons maintenant émettre quelques hypothèses.

Tout d'abord on peut comparer le Big Bang à l'horizon. Dans l'océan on ne voit rien au delà de l'horizon, mais on sait qu'il y a bien des choses au delà. On pourrait penser qu'il en est de même avec le Big Bang, au delà il se pourrait qu'il existe des phénomènes cosmiques que l'on ne peut pas voir.

Initialement l'Univers était minuscule, très chaud et très dense, puis il s'est gonflé , s'est refroidi et des milliards de galaxies se sont formées, en pleine expansion. Il a fallu pour cela, au préalable, avant que n'éclate le Big Bang, il a fallu non pas un coup de baguette magique (ou divine comme certains le pensent) mais une énergie énoooooorme! une quantité de chaleur gigantesque! Beaucoup de scientifiques (Hubert Reeves en particulier) pensent que ce sont des champs quantiques qui ont produit cette énergie, cette chaleur avant le Big Bang.

D'autres scientifiques pensent qu'avant le Big Bang il y eut un état de contraction extrême de l'espace lui même précédé d'une succession d'expansions et de contractions. Autrement dit il y eut une succession d'univers qui ont abouti à notre Univers (avec un U majuscule).

Certains cosmologistes vont plus loin: il existerait des milliards d'univers parallèles qui constitueraient ce qu'on appelle le "multivers" dont notre Univers ferait partie!

L'expansion de l'Univers s'accélère (observation 3 plus haut). Il y a dans l'Univers environ 4% de matière ordinaire visible, 21% de matière noire et 75% d'énergie noire. On pense que c'est l'énergie noire qui accélère l'expansion de l'Univers. Ce serait une force répulsive des galaxies plus forte que l'attraction de la gravitation. Cette énergie noire encore bien mystérieuse, d'où provient-elle? N'existerait-elle pas avant le Big Bang?

Je vous ai exposé quelques hypothèses émises dans des théories très intéressantes, mais il est impossible de les vérifier par des observations de phénomènes cosmiques antérieurs au Big Bang.

Désolé! Je ne pourrais pas vous montrer de belles photos comme les précédentes!



vendredi 1 décembre 2017

L'intelligence artificielle

J'ai publié un article "L'intelligence et la bêtise" le 13 /10 / 2016. Il s'agissait de l'intelligence et de la bêtise humaines. Avec les technologies galopantes, une nouvelle forme d'intelligence est apparue: l'intelligence artificielle. C'est une véritable révolution qui est en marche. Nombreuses sont les applications et bien des questions se posent.


Qu'est-ce que l'intelligence artificielle ? 

L'intelligence artificielle est une intelligence fabriquée par les machines (ordinateurs, calculateurs, robots). Elle est dans certains domaines  une imitation, une simulation de l'intelligence humaine ou d'une autre intelligence. En mieux ou en plus mal ? Sous quelles formes peut-on la trouver? Nous allons en donner des exemples, seulement quelques exemples!

L'intelligence artificielle dans les jeux vidéo  

Les jeux vidéo évoluent sans cesse et leurs logiciels font preuve d'une intelligence remarquable (tactique, stratégie, simulations diverses) en jouant avec les jeunes, ces jeunes qui pianotent souvent un peu trop sur leurs tablettes!

Mais les plus grands aussi jouent aux jeux vidéo sur leurs ordinateurs. Par exemple aux échecs. L'ordinateur Deep Blue d'IBM  contient 256 microprocesseurs, l'équivalent de 15 millions de transistors. Ses capacités de calcul lui permettent aux échecs de calculer 200 millions de positions par seconde. L'humain, vraie tortue, se traînerait à 2 positions par seconde. Les coups joués par l'ordinateur dépendent de ceux de l'homme qui joue. Il y a une véritable tactique, une réflexion de la part de la machine.

Il y eut des matchs célèbres: la machine contre  le champion du monde aux échecs Gary Kasparov.
Le premier match en 1996 fut remporté par Kasparov, le second en 1997 par Deep Blue.
Pour la première fois l'un des meilleurs joueurs humains du jeu d'échecs est battu par une machine!



AlphaGo est un super ordinateur qui a fait sensation en battant en 2016 le champion du monde du jeu de go. En 2017 il a été battu par AlphaGoZéro nouvelle version de lui-même!


L'intelligence artificielle des robots

Certains robots font preuve d'une intelligence artificielle:

               




NAO est un robot humanoïde français  développé par la société japonaise Aldébaran Robotics.Il en existe plusieurs versions vendues dans le monde entier. Grâce à de nombreux capteurs, micros et caméras dissimulés dans son corps humanoïde, il possède une reconnaissance vocale et une détection des formes et des visages. Il est utilisé dans les établissements d'enseignement, les laboratoires de recherche, il peut être un robot de compagnie, un partenaire de jeu, un garde-malade, un compagnon d'enfants autistes ou de personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer.



Le président de Soft Bank, Massayoshi son, présente en 2014 Pepper un robot capable de lire les émotions des êtres humains et d'interagir avec eux.





Le robot d'intelligence artificielle Watson n'est pas un robot humanoïde comme les précédents. C'est un super-ordinateur créé par IBM capable de comprendre le langage humain, de répondre aux questions qu'on lui pose.



En 2011 le robot Watson bat les humains au jeu télévisé américain
"Jéopardy".





La banque "Crédit mutuel-CIC" l'utilise. On l'emploie aujourd'hui en médecine.                                                      

Le chatbot, "chat" comme discussion en Anglais et "bot" comme robot, est un agent conversationnel, un logiciel programmé pour faire une reconnaissance vocale, simuler une conversation avec un client pour lui proposer une réponse personnalisée.  On le trouve sur les sites Web de la SNCF, d'Orange, de la Fnac, d'Ikéa, les réseaux sociaux, Microsoft, Google.


Par la voix, certains smartphones répondent à des questions.













Les véhicules autonomes

L'intelligence artificielle au service de l'automobile.
De nombreux constructeurs automobiles (Google Car, Tesla, BMW, Nissan) construisent des logiciels remplaçant le conducteur. Les voitures sont autonomes, elles vont vous chercher, vous déposent, se garent seules.






Cette navette expérimentée au Bois de Vincennes à Paris est autonome, dépourvue de conducteur et électrique.








Les dangers de l'intelligence artificielle

Les jeux vidéo, en particulier ceux qui possédent une intelligence artificielle, peuvent conduire les jeunes à une addiction aux jeux. Ils pianotent sur leurs tablettes des heures et des heures, vivant dans un monde irréel, négligeant parfois leurs études. Les parents et les établissements scolaires limitent ou suppriment l'emploi des tablettes dans certains cas. 

L'intelligence artificielle n'a pas de conscience, ni d'esprit. Une machine intelligente tient-elle compte du facteur humain?  Par exemple, en cas d'accident comment une voiture autonome fabriquée par une intelligence artificielle réagirait face aux risques reposant sur les vies humaines des passagers ou des piétons?

Si l'intelligence artificielle surpasse l'intelligence humaine, elle pourrait la dominer, prendre à sa place des décisions néfastes,  duper les humains, les manipuler, Imaginez un monde dominé par des robots! Ces robots pourraient être des machines de guerre!

Mais ce n'est pas l'intelligence artificielle qui est dangereuse, c'est l'homme qui l'utilise qui peut être dangereux. Comme dans le nucléaire, je pense au cri d'alarme poussé par Einstein dans sa lettre écrite à Roosevelt, stigmatisant le danger de la bombe atomique. C'est la même chose avec l'intelligence artificielle, des cris d'alarmes ont été lancés par Bill Gates et Stephen Hawking, entre autres.....

mardi 7 novembre 2017

Le musée d'Orsay

Combien de fois ai-je visité le musée du Louvre, le plus beau musée du monde? Cinq articles de mon blog lui ont été consacrés. Mais le musée d'Orsay ? Il mérite certainement un détour et au moins un article.



Un musée dans une gare

Le musée d'Orsay n'est pas chargé d'histoire comme le musée du Louvre ancienne forteresse médiévale devenue résidence royale depuis François 1er jusqu'en 1793.

C'est dans l'ancienne gare d'Orsay que fut inauguré le musée d'Orsay en 1986 par le Président de la République Valéry Giscard d'Estaing. La magnifique verrière avec ses arches métalliques et la grande horloge de l'ancienne gare ont été conservées dans le musée, comme vous pouvez le voir dans les photos ci-dessous:






La gare d'Orsay










Le musée d'Orsay. Quelle transformation extraordinaire d'une gare en un si beau musée!

Les collections

Des collections exceptionnelles présentent l'art occidental de 1848 à 1914 dans toute sa diversité:

  • la multitude de sculptures dans l'allée centrale au niveau 0 (photo ci-dessus) et sur les terrasses au niveau 2;
  • les galeries de peinture (galerie symboliste, galerie néo et post-impressionniste, galerie des impressionnistes);
  • les cabinets d'architecture, de photographie;
  • les arts décoratifs et graphiques;
  • les arts nouveaux.


Bien sûr, je ne peux vous montrer tous les chefs-d'oeuvre exposés, mais seulement quelques uns de mes coups de coeur très personnels, que je voudrais vous faire partager.

Les sculptures













"Les quatre parties du monde soutenant la
sphère
céleste " de Carpeaux.

Ces quatre parties sont l'Afrique, l'Amérique, l'Asie, l'Europe représentées par des femmes dansant une ronde.
















"L'Age d'airain" de Rodin.




















La galerie symboliste



"Le rêve" de Puvis de Chavannes. Le rêveur voit, dans son sommeil, l'Amour, la Gloire et la Richesse.















"La roue de la Fortune" de Burne-Jones.










"Jardins publics: la conversation, les nourrices, l'ombrelle rouge" panneaux décoratifs de Vuillard (mouvement nabi).


La galerie néo et post-impressionniste


































"Le Cirque" de Seurat. Chef-d'oeuvre du pointillisme.



La galerie impressionniste






"Le Bal du Moulin de la Galette" à la Butte Montmartre, de Renoir. L'ambiance de la Belle Epoque est si bien rendue!




"Le déjeuner sur l'herbe" de Manet, qui fit scandale car on y voit deux hommes habillés avec chapeaux aux côtés d'une femme toute nue!





















"La classe de danses" de Degas.

Je pourrais continuer encore et encore!
On ne se lasse pas de voir ces merveilles à jamais éternelles!














lundi 16 octobre 2017

Les jardins d'Albert Kahn

Il m'arrive parfois d'aller à Boulogne-Billancourt près de Paris pour retrouver un havre de paix, les somptueux jardins d'Albert Kahn. Je m'interroge alors sur ce personnage, Albert Kahn, hors du commun, totalement oublié aujourd'hui, et à qui je voudrais rendre hommage.


Le musée

Avant de visiter les jardins, entrons dans le musée. Il abrite Les Archives de la Planète qui rassemblent une centaine d'heures de films et 72 000 autochromes, premières photos en couleur, invention des frères Lumière. On y voit des images entre 1909 et 1931 consacrées à la diversité des peuples et des cultures dans une cinquantaine de pays. Ces images sont le fruit des voyages d'Albert Kahn riche banquier, mécène et philanthrope, et des nombreux opérateurs qu'il envoya dans le monde.

Albert Kahn croyait en la paix universelle et cherchait à favoriser la compréhension entre les peuples et leur coopération à l'aide de ces images.

Aujourd'hui ces photographies sont exposées au musée, des conférences y sont organisées, un système audiovisuel permet au visiteur de regarder la projection de son choix.


Les jardins

Anatole France, Barres, Paul Valéry, Bergson, Pierre 1er de Serbie, Alexandre 1er de Roumanie, Elisabeth de Belgique, Einstein et bien d'autres prix Nobel, Rodin, André Gide, Colette, Rudyard Kipling, Marcel Dassault, Michelin, Georges Clemenceau, Vincent Auriol ont parcouru les allées de ces jardins, assistant  à une projection d'images des Archives de la Planète ou discutant avec Albert Kahn.

Albert Kahn avec une invitée
Ces jardins sont à l'image du monde dont rêvait Albert Kahn, on y voit les styles des différents pays qu'il a visités. En particulier son amour pour le Japon:

Pont japonais. Photo que j'ai prise le 12 Février 2010

Maison japonaise

La forêt bleue:
La forêt bleue (cèdres de l'Atlas, épicéas du Colorado). Photo que j'ai prise le 12 février 2010.


On y trouve aussi la forêt vosgienne évocation de l'enfance d'Albert Kahn né en Alsace, la forêt dorée formée de bouleaux.


Le jardin français:


Jardin à la française avec la serre du jardin d'hiver


























La fin d'Albert Kahn

Il avait consacré sa vie et sa fortune pour son musée et ses jardins!
Les crises économiques de 1929 et des années trente l'ont totalement ruiné! Ses activités bancaires et donc philanthropiques prennent fin.
Sous la pression d'amis et de soutiens politiques, les jardins et les collections d'images sont rachetées en 1936 par le département de la Seine, qui laisse au mécène ruiné la jouissance de sa maison et des jardins. Albert Kahn décède dans sa propriété à l'âge de 80 ans, en 1940.

Aujourd'hui nous sommes loin, bien loin de cette paix universelle recherchée par Albert Kahn, mais nous pouvons toujours visiter son musée et ses si beaux jardins pour continuer à rêver!















mardi 19 septembre 2017

L'antimatière

"Au début du Big Bang la matière et l'antimatière se sont annihilées, un résidu de matière a donné naissance à notre Univers" .
On pourrait croire que cette affirmation relève de la science-fiction. Mais il n'en est rien, la quasi unanimité des scientifiques pensent qu'il en était bien ainsi il y a environ 13,8 milliards d'années!


Qu'est-ce que l'antimatière

C'est le physicien britannique Paul Dirac (prix Nobel de Physique) qui imagina, prédit dès 1927 l'existence de l'antimatière. Elle est constituée d'antiparticules.

A  chaque particule de matière (particule élémentaire, neutron, proton, noyau, atome, ion,...) on peut associer une antiparticule, sa "soeur jumelle". Particule et antiparticule associées ont même masse, même spin (caractéristique quantique liée à leurs propriétés de rotation), mais des charges opposées.

Par exemple, à l'électron (négatif) est associé l'antiélectron (positif) appelé positon ou positron. Au proton (positif)  est associé l'antiproton (négatif).

L'atome d'hydrogène est formé d'un proton autour duquel gravite un électron, l'atome d'antihydrogène est formé d'un antiproton autour duquel gravite un antiélectron.

L'atome d'hydrogène est représenté en rouge, l'atome d'antihydrogène en vert.


Que s'est-il passé au début du Big Bang 

Au début du Big Bang, matière et antimatière se sont annihilées. Cette disparition de matière et d'antimatière se traduit par un flux lumineux, une énergie considérables. Cette énergie E est donnée par la formule d'équivalence d'Einstein  E = mc2 , c étant la vitesse de la lumière, m la masse  de matière et d'antimatière disparues.

Des calculs montrent que si 1gramme d'antihydrogène et 1gramme d'hydrogène s'entrechoquaient, cela suffirait à réduire en cendres Paris et sa banlieue! Mais rassurez-vous, l'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans les rayons cosmiques. On a pu aussi en fabriquer au CERN sans inquiétude, comme nous allons le voir.

Des atomes d'antihydrogène produits et capturés au CERN

Rappelons que l'atome d''antihydrogène est formé d'un antiproton et d'un antiélectron (voir plus haut), les physiciens et ingénieurs du CERN ont donc fabriqué d'une part des antiprotons et d'autre part des antiélectrons, qu'ils ont ensuite fusionnés pour obtenir des atomes d'antihydrogène. 

En 1995, les 9 premiers atomes d'antihydrogène ont été produits. C'est l'expérience LEAR (acronyme shakespearien de Low Energy Antiproton Ring).

En 2002, l'expérience ATHENA a produit 50 000 atomes d'antihydrogène beaucoup trop rapides pour être piégés.

En 2011, l'expérience ALPHA a produit  des milliers d'atomes d'antihyrdogène et en a capturé 38 qui ont été ralentis, puis gardés dans des bouteilles magnétiques pendant plus de 16 minutes.

En 2014, l'expérience ASACUSA a réussi à capturer 80 atomes d'antihydrogène.

Comment expliquer ce résidu de matière qui a donné naissance à notre Univers

Quelle différence existe-t-il entre la matière et l'antimatière pour qu'il ne reste, après leur choc au début du Big Bang, qu'un peu de matière, et non de l'antimatière, pour engendrer tout l'Univers?

Une hypothèse avancée par les scientifiques est l'existence d'une asymétrie entre la matière et l'antimatière.

Les atomes d'antihydrogène pouvant maintenant être piégés, les scientifiques cherchent à les garder suffisamment longtemps pour les étudier et comparer leurs propriétés à celles bien connues des atomes d'hydrogène. On pourrait  alors comprendre pourquoi dame Nature a finalement tranché pour la matière.

Usages de l'antimatière

Aujourd'hui on sait fabriquer et stocker de l'antimatière (des positrons, des antiprotons, de l'antihydrogène).

En médecine, la TEP (Tomographie à Emission de Positrons) est une technique d'imagerie médicale pour faire un dépistage précoce des cancers.

Certaines radiothérapies utilisent de l'antimatière qui permet d'irradier quatre fois plus de cellules cancéreuses que les autres rayonnements.

Dans le futur, la NASA annonce qu'il serait possible de disposer de 10 mg d'antimatière comme carburant pour un voyage Terre-Mars pour 250 millions de dollars.

Dans le domaine militaire, l'antimatière pourrait servir de détonateur à une réaction de fusion thermonucléaire. Elle remplacerait, par exemple, la bombe A détonateur très polluant de la bombe H.

Ce n'est pas de la science-fiction!






    

lundi 4 septembre 2017

Les ordinateurs quantiques

La physique quantique est déroutante, ses lois sont bien différentes de celles de la physique classique. C'est pourquoi elle est fascinante et passionnante. Les ordinateurs quantiques seront d'une puissance et d'une vitesse phénoménales, insoupçonnables! Ce sont les ordinateurs du futur.


Bits et qubits

Le mot bit est la contraction de binary digit (chiffre binaire). Le bit est la plus petite unité d'information d'un ordinateur classique pouvant prendre les valeurs 0 (absence de courant) ou 1 (présence de courant).

Le qubit (ou bit quantique) est la plus petite unité d'information d'un ordinateur quantique pouvant prendre les valeurs 0 et 1 simultanément. C'est la superposition des valeurs 0 et 1 prises par certaines microparticules qui permet à un ordinateur quantique de traiter une multitude de problèmes en même temps.

En informatique les données sont codées sous forme de bits ou de qubits (voir mon article "Le code informatique" du 13/12/2014). Quand un ordinateur classique traite, par exemple, 30 données, on démontre qu'un ordinateur quantique en traite                   230 = 1 073 741 824 (plus d'un milliard!) simultanément.

Une image simple pour se rendre compte de cette surprenante propriété: un ordinateur quantique serait capable de lire tous les livres d'une bibliothèque simultanément, alors qu'un ordinateur classique ne permettrait de lire ces livres que l'un après l'autre.

Un ordinateur quantique serait capable de retrouver quasi instantanément une information particulière sur des milliards de milliards de données engendrées par l'humanité. A titre de comparaison, cela signifierait qu'il serait capable de retrouver immédiatement un grain de sable particulier sur des milliards de milliards de grains de sable de notre planète, alors qu'il faudrait des milliers et des milliers d'heures pour y arriver avec un ordinateur classique.

La fragilité des qubits

Hélas, ces mystérieux et merveilleux qubits sont malheureusement bien fragiles et bien difficiles à obtenir!
Les transistors (ou puces électroniques ou microprocesseurs) des ordinateurs classiques sont remplacés par des microparticules (ions, électrons, photons, atomes,...) qui doivent être piégées à très basse température (près de -273° C). 
Ces dernières années de nombreux progrès ont été faits sur le temps de "décohérence" période durant laquelle les microparticules conservent leurs fameuses propriétés de dédoublement. Mais ce temps est encore très insuffisant, une heure ou deux seulement.
L'état quantique des particules est hautement sensible aux interférences de l'extérieur.
Et enfin, plus on assemble de qubits, plus le système de qubits grossit et perd ses propriétés quantiques.



Les ordinateurs quantiques actuels


IBM  Q












IBM Q est un ordinateur quantique de 5 qubits proposé aux entreprises. Plus tard IBM proposera 50 qubits.

Un ordinateur quantique chinois

Les chercheurs chinois viennent de construire un ordinateur quantique utilisant des photons (l'intrication de 5 photons). Cet ordinateur serait capable de surclasser tous les super ordinateurs classiques et Taihulight l'ordinateur classique chinois le plus rapide du monde.


Un circuit quantique de l'ordinateur chinois



D-Wave

Les ordinateurs de la Société canadienne D-Wave sont-ils des ordinateurs quantiques ou non? Un doute subsiste. Certains scientifiques affirment avec force que le système D-Wave est bien un ordinateur quantique, d'autres le nient avec autant de force.
Le 2000 Q de D-Wave est présenté comme un ordinateur quantique à 2000 qubits. Son prix: 15 millions de dollars.







 Le simulateur quantique Atos                                                                                                   










Les qubits étant fragiles, difficiles à conserver, Atos , l'une des plus grandes entreprises mondiales du numérique, française, a construit un puissant ordinateur classique le QLM (Quantum Learning Machine) capable de simuler, de reproduire virtuellement le fonctionnement d'un ordinateur quantique de 30 à 40 qubits. Atos  (dont le PDG est Thierry Breton) est devenu la plus importante coopération industrielle franco allemande depuis Airbus.


Les folles promesses des ordinateurs quantiques

Google, la NASA, NSA (National Security Agency), IBM, Microsoft et d'autres entreprises mondiales, civiles ou militaires, investissent des milliards de dollars pour des ordinateurs quantiques. C'est la course aux ordinateurs quantiques les plus rapides, les plus puissants. C'est la course de l'Amérique et de l'Europe contre la Chine.

Mais un ordinateur quantique dans chaque foyer, ce n'est pas pour demain!

Les fonctions des ordinateurs classiques et quantiques sont bien différentes: un ordinateur classique est polyvalent, un ordinateur quantique bien plus rapide ne traite que certains types de calculs, certains algorithmes.

Citons quelques unes des applications de l'ordinateur quantique:
  • Cryptographie: casser instantanément un code informatique d'une carte bancaire, trouver également sa parade contre les pirates qui cassent les codes.
  • Cybersécurité: contrôler des milliards de milliards de données.
  • Intelligence artificielle.
  • Médecine: décryptage ultra rapide du génome humain et détection précoce de maladies.
  • Transports: circulation routière, gestion du trafic aérien et des vols de drones,....
  • Astronomie: découverte de nouvelles exoplanètes par le traitement d'une multitude de données inexploitables à ce jour.
  • GPS: atteindre une précision jusqu'à 0,3 mm ! D'où une extrême précision des tirs de missiles.

Que de belles promesses! Dans combien de temps seront-elles réalisées? Dans 20 ans? 30 ans? 40 ans ou plus? On ne peut prévoir de dates, la recherche scientifique et les technologies avancent tellement vite!


vendredi 2 juin 2017

La Villa Ephrussi de Rothschild

Tous les ans je descends à Nice passer quelques vacances. Je ne peux m'empêcher d'aller visiter à Saint-Jean-Cap-Ferrat la Villa Ephrussi de Rothschild.  Je subis, chaque fois, une véritable attraction vers ce magnifique palais de la Renaissance italienne, ce joyau de la Côte d'Azur, ce paradis sur Terre.

La villa Ephrussi de Rothschild. Au premier plan, le jardin à la française.


Les salons

Admirez l'un des magnifiques salons si riche, si raffiné, de style XVI:



Les collections

Voici quelques collections que l'on peut voir:
-les porcelaines de Sèvres
-les tableaux de Boucher, Fragonard
-les tapisseries des Gobelins, d'Aubusson
-le salon d'Art d'Extrême -Orient avec ses portes laque et or, et ses émaux de Canton
-le cabinet des singes avec son orchestre de singes si drôles en porcelaine, ci-dessous, révélant l'humour, la fantaisie de la baronne Ephrussi de Rothschild:



















Les 9 jardins de rêve




L'ensemble de la villa a la forme d'un bateau dominant la baie de Villefranche.

La baronne  imposait à ses jardiniers le port du béret de marine pour donner l'illusion d'être sur un paquebot!

Ci - contre les 9 jardins, de bas en haut:
le jardin de Sèvres, le jardin espagnol, le jardin à la française, le jardin florentin,
le jardin lapidaire, le jardin japonais, le jardin provençal, le jardin exotique, la roseraie.








Au bout du jardin à la française, le temple de l'Amour































Le jardin japonais












Le jardin lapidaire















Le jardin florentin





Le jardin espagnol
















Le jardin exotique













Le jardin provencal




























La Belle Epoque  

Les travaux de construction de la villa ont duré 5 ans de 1907 à 1912, mais la Baronne Ephrussi de Rothschild ne séjournera dans sa villa que très peu, la délaissant à partir de 1916 à la mort de son mari. La baronne organisa  des réceptions somptueuses au début du XX ème siècle, à la Belle Epoque. En 1934, à sa mort, elle légua par testament (en l'absence de descendance) la villa, avec la totalité des salons et des collections, à l'Académie des Beaux Arts de l'Institut de France.

Aujourd'hui encore on organise des fêtes et des spectacles dans l'atmosphère fastueuse de la Belle Epoque. Le Bal de la Baronne Béatrice est un bal costumé célèbre qui reconstitue l'ambiance de la belle époque d'autrefois avec l'aristocratie et la haute société internationale. Ce bal a eu lieu en Août 2016, une seconde édition se déroulera le Samedi 22 Juillet 2017.

Aujourd'hui c'est une toute autre époque que l'on vit à la villa, sûrement moins belle, moins gaie, moins insouciante, moins riche. On organise encore des réceptions mondaines et de grands mariages. Les touristes, comme moi, sont les bienvenus, émerveillés par tout ce q'ils voient.

Mais, en me promenant dans les salons de la villa, je ne peux m'empêcher de penser avec nostalgie à la Belle Epoque! Et, en sortant dans les jardins, je crois être dans un paradis et je rêve d'être sur un bateau voguant en Méditerranée....



vendredi 19 mai 2017

Les neutrinos

Ce n'est pas l'homme invisible du cinéma ou de la télévision, mais quelque chose invisible qui existe vraiment, réellement, dans tout l'Univers, sur Terre, en abondance! Ce sont les neutrinos.


Qu'est-ce qu'un neutrino?

Bien des prix Nobel ont détecté, étudié cette brique de la matière, particule élémentaire bien mystérieuse. Elle est minuscule, sa masse est très faible et sa charge électrique nulle, c'est pourquoi on l'appelle neutrino  qui signifie en Italien  petit neutron. Le neutron est beaucoup plus gros, beaucoup plus lourd, sa charge électrique est nulle et il se trouve dans le noyau de l'atome.

Il existe trois types de neutrinos: le neutrino de l'électron, le neutrino du muon et le neutrino du tau

Chacun de ces neutrinos est respectivement un électron,  un muon ou un tau ayant perdu sa charge électrique.

Désolé de vous avoir infligé cette lecture de mots, minimum indispensable pour la compréhension de ce qui va suivre. 

Propriétés du neutrino

Cette particule élémentaire est invisible, elle se déplace à la vitesse de la lumière. Elle est si petite qu'elle réussit à passer à travers tous les atomes de la matière. Sa masse est tellement faible qu'elle n'a pratiquement aucune interaction avec la matière qu'elle traverse et sa trajectoire dans l'Univers, à travers la Terre, est rectiligne depuis son départ.

Mais comme cela ne suffit pas, cette particule invisible qui se faufile partout, qui traverse les murs et notre planète peut se transformer, "osciller" d'un type de neutrino à un autre!

Sa détection

Puisque le neutrino est invisible on ne peut l'observer à l'aide d'un télescope optique ni au microscope. Comment alors le détecter?

Le choc d'un neutrino et d'un atome de matière est très rare puisqu'il se faufile dans l'atome sans le toucher. Pour arrêter un neutrino il faut donc un obstacle énoooorme! Quand ce choc se produit on obtient, suivant le type de neutrino, un électron ou un muon ou un tau qui, eux, laissent une trace lumineuse, un sillage de lumière bleue. Parmi des milliards de neutrinos, quelques dizaines seulement sont arrêtés et détectés.

Il existe dans le monde entier une multitude de détecteurs de neutrinos. Nous allons en donner trois exemples:


Le détecteur Antarès est immergé par 2500 m de profondeur près de l'île de Porquerolles, en Méditerranée. Il est constitué de 12 lignes de 400 m de longueur tenues par des flotteurs et munies chacune de 75 capteurs de lumière.

Il reçoit des milliards de neutrinos de l'Univers.






Le détecteur IceCube est dans la glace, cette fois, dans l'Antarctique. 86 trous ont été forés à plusieurs km de profondeur pour y mettre 86 lignes, chacune d'elles de 1 km de long est munie de 60 capteurs de lumière.

Il reçoit aussi les neutrinos de l'Univers.



Un faisceau de neutrinos du muon fabriqué par le CERN est envoyé en ligne droite sous la Terre, de Genève au détecteur Opéra du Gran Sasso en Italie à 732 km.

Le détecteur est composé de 200 000 briques qui sont des sandwichs de plomb et de films photographiques. Le plomb sert de cible (au total 1800 tonnes de plomb!), la trace lumineuse  est visible dans les films.



Les recherches

Origines des neutrinos
Les détecteurs ont montré que les neutrinos pouvaient être des reliques cosmiques du fameux Big Bang. Ils peuvent aussi provenir des réactions nucléaires au coeur des étoiles, de trous noirs, de supernovae (explosions d'étoiles).

Les neutrinos solaires
Le Soleil nous envoie 65 milliards de neutrinos de l'électron par seconde sur chaque cm² de la surface de la Terre. Mais à l'arrivée sur les détecteurs, le déficit est énorme: entre la moitié et les deux tiers de ces neutrinos semblent avoir disparu. C'est que ces neutrinos de l'électron  se sont transformés en chemin en neutrinos du muon ou du tau. Ce sont les oscillations des neutrinos.

Le modèle standard de la physique des particules
Ce modèle décrit toutes les particules élémentaires qui constituent la matière et leurs interactions. Ces neutrinos mystérieux et facétieux nous apportent un éclairage nouveau de ce modèle.

La matière noire
L'Univers est fait de 21% environ de matière noire invisible (voir mon article La matière noire du 24/05/2015). On peut se demander si les neutrinos ne feraient pas partie de la matière noire?

Conclusion

Les neutrinos n'ont pas fini de livrer leurs secrets. Comme le boson de Higgs! La recherche scientifique continue!


vendredi 21 avril 2017

La sublimation

Quand quelque chose de merveilleux se manifeste, quand un évènement exceptionnel et agréable se produit, quand la beauté est magnifiée, il nous arrive parfois de nous exclamer: c'est sublime! 
Les mots: sublime, sublimé, dérivent de: sublimation. Qu'est-ce que la sublimation?



La sublimation en physique

C'est le passage d'un corps de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par l'état liquide. Cette transformation se fait donc sans passer par une étape de fusion (de solide en liquide), puis une étape de vaporisation (de liquide en gaz). Donnons quelques exemples.

La neige
A la fonte des neiges, une partie de la neige disparaît sous forme de flaques d'eau ou de ruissellements. Savez-vous qu'une partie peut disparaître par sublimation (passage de la glace en vapeur d'eau) sans laisser de traces (ni flaques, ni ruissellements)?

Les comètes
Le noyau d'une comète est constitué de roches, de poussières et de glaces. A l'approche du Soleil , les glaces passent de l'état solide à l'état gazeux: c'est encore la sublimation. Les gaz obtenus brillent et forment un halo qui est la chevelure de la comète (c'est la partie la plus brillante entourant le noyau), ils forment également une queue lumineuse pouvant atteindre plusieurs millions de km.
Quand la comète s'approche du Soleil, puis s'en éloigne (voir l'image Larousse ci-dessous),  la queue est toujours orientée à l'opposé du Soleil, comme une ombre lumineuse.
















Les imprimantes à sublimation
Voilà une technologie récente et de plus en plus utilisée. Dans une imprimante à sublimation une encre à l'état solide, sensible à la chaleur, ou une cire pigmentée, sont transformées en gaz à haute température et sont projetées sur un textile en polyester ou une feuille de papier spécial de sublimation. On obtient de magnifiques images vives et nettes sur des vêtements de sport ou de mode. Ce procédé est utilisé en décoration ou pour faire de belles photos.


La sublimation en psychanalyse

Freud définit en 1905 la sublimation en psychanalyse: c'est la transformation de l'énergie sexuelle (la libido) en activités artistiques, littéraires ou intellectuelles. Cette sublimation est une belle image de la sublimation en physique, transformation de l'état solide en état gazeux.

Plus généralement, on peut dire que la sublimation en psychanalyse est la transformation de pulsions internes (excitations organiques sexuelles ou non) en des sentiments élevés, de hautes valeurs morales ou esthétiques.

C'est la sublimation des instincts. C'est la conversion du corporel vers le spirituel.

























mardi 21 mars 2017

L'oiseau jardinier satiné

Il existe, en Australie et en Nouvelle Guinée, une famille de passereaux constituée de 20 espèces d'oiseaux jardiniers. Nous allons étudier l'une de ces espèces, celle de l'oiseau jardinier satiné.



Qu'est-ce qu'un oiseau jardinier satiné ?

Son nom (oiseau jardinier) fait référence à une activité que l'oiseau mâle est le seul avec l'homme à pratiquer dans le même but: il jardine pour décorer. 

Satiné parce que le plumage du mâle intégralement noir a des reflets bleutés, brillants comme les reflets du satin.


Architecte et décorateur

Le mâle choisit dans une clairière une petite aire dégagée qu'il tapisse de brindilles. Au centre de la plateforme, il construit deux parois verticales et parallèles de rameaux légèrement incurvés de façon à former une voûte. On obtient une tonnelle: c'est le berceau de l'oiseau.

L'oiseau se met ensuite à décorer l'entrée en disposant sur le sol diverses garnitures de coloration prioritairement bleue pour le jardinier satiné.

C'est l'un des rares animaux au monde sachant utiliser un outil. En peinture, par exemple, il écrase dans son bec des baies bleu-noir et de la poussière de charbon de bois, le tout est dilué dans sa salive pour former une peinture noir-bleuté. Il utilise un fragment d'écorce fibreuse comme pinceau pour étaler de haut en bas cette peinture sur les parois de son berceau.

Ce berceau est entretenu, consolidé pendant plusieurs années (jusqu'à 10 à 15 ans!), car il va servir, des années durant. Mais dans quel but ?


Séducteur

Ce jardinage, ces constructions, ces décorations sont faites dans le but d'accueillir un oiseau jardinier femelle dans son berceau, sa garçonnière en quelque sorte.

Pour attirer la belle, au printemps, il devra accomplir une belle parade nuptiale en émettant une variété stupéfiante de cris (sifflements, bourdonnements, chuintements, imitations). Il sautille autour de la femelle, danse par secousses spasmodiques et fait des battements d'ailes en tout genre.

Enfin la femelle charmée se décide  à entrer dans le berceau et un  accouplement très rapide se produit.

Ensuite la femelle s'envole. Elle va construire un nid à part où elle déposera ses oeufs. Elle élèvera ses petits toute seule, tandis que le mâle continuera de parader autour de son berceau pour attirer d'autres femelles.

Mais ce n'est pas un séducteur à plein temps. L'hiver revenu, il quittera sa retraite de Casanova solitaire pour intégrer un groupe pouvant rassembler jusqu'à 50 oiseaux.

J'espère que vous avez été, comme moi, émerveillés par ce drôle d'oiseau. Il ressemble à l'homme sur bien des points: le jardinage, la décoration, l'emploi d' outils et même la séduction!

Comme ces oiseaux, les humains aiment bien arborer leur "plumage" non seulement pour séduire des partenaires  mais aussi, bien souvent, pour se mettre en valeur auprès de leur entourage.






vendredi 10 février 2017

La magie de l'ADN

Je vais vous parler d'une molécule miraculeuse qui se trouve en nous, dans toutes nos cellules. Je vais vous montrer les tours de magie de cette merveilleuse molécule. J'indiquerai  aussi ses emplois qui sont de plus en plus nombreux.


Qu'est-ce que l'ADN ?

A D N sont les initiales de Acide Désoxyribo Nucléique. Chaque être vivant est fait de cellules, à l'intérieur de chaque cellule se trouve un noyau contenant de l'ADN. Nous étudierons seulement l'ADN des cellules humaines.

La molécule d'ADN 


C'est en 1953 que James Watson et Francis Crick ont découvert la structure pour le moins surprenante en double hélice de la molécule géante d'ADN. Ils eurent par la suite le prix Nobel de médecine en 1962.
Donnons le plus simplement possible une description de cette molécule.
Sur l'un des brins de la double hélice on trouve les nucléotides composés de phosphates, de sucres et de bases azotées. Vous voyez sur la photo  ces bases azotées sous forme de bâtonnets de couleurs: l'adénine, la guanine, la cytosine et la thymine notées respectivement A,G, C, T.
Sur l'autre brin sont accrochées les mêmes bases de la façon suivante: la base A du premier brin est toujours associée à la base T de l'autre brin pour former la paire de bases {A,T}, on associe de même G et C  qui forment la paire de bases {G, C}.


Les chromosomes

Un chromosome est constitué de molécules d'ADN et de protéines (acides aminés), le tout enroulé en une pelote, la chromatine.
Un caryotype (ensemble des 46 chromosomes) de l'homme


Dans le noyau d'une cellule humaine on trouve 23 paires de chromosomes.

Chaque paire numérotée 1,2,..., 22
est formée d'un chromosome mâle et d'un chromosome femelle.

La 23 ème paire détermine le sexe: elle est formée des chromosomes
X et Y pour l'homme, 
X et X pour la femme.





Les gènes

Un gène est une succession de bases accrochées à l'un des brins de la double hélice d'ADN du  chromosome. Un gène n'est autre qu'une séquence, un message codé plus ou moins long de la forme, par exemple:
 AATAGG.....CG  ou  CGGCTA  ou  TATTGC....AT

Le message codé est traduit par l'ARN (Acide Ribo Nucléique) et des instructions sont données ensuite pour fabriquer une protéine ayant une tâche spécifique (fonction hormonale, du foie, de l'estomac, couleur des yeux, anticorps, enzyme, etc).


Le génome humain

Le génome humain est l'ensemble de tous les gènes portés par les 46 chromosomes d'une cellule humaine. Il y a environ 3 milliards de paires de bases dans un génome humain et, en les écrivant toutes, on formerait 2000 livres de 500 pages!

Le séquençage du génome humain est la lecture de tous les gènes. En 2001 le Human Genome Project annonçait avoir séquencé le premier génome humain au bout de13 ans de travail et pour un coût de 2,7 milliards de dollars. Depuis le coût n'a cessé de diminuer et aujourd'hui on obtient facilement le séquençage d'un génome humain complet pour moins de 1000 dollars! Les progrès de la  technologie!

Mais il reste à faire la compréhension de cette lecture (la tâche spécifique de chaque gène). Cette compréhension est très avancée mais elle continue toujours. De nombreux gènes gardent encore leur mystère.

Applications

Donnons quelques applications très sommairement.

L'empreinte génétique
Bien que deux humains aient une large majorité de leur génome identique, quelques séquences de l'ADN sont spécifiques à chaque individu. Ce sont ces séquences qui constituent une empreinte génétique.
Elle permet d'identifier une personne. On prélève de l'ADN d'un tissu biologique (bulbe d'un cheveu, sang, salive, sperme, os) d'une personne et on fait un séquençage de cette portion d'ADN. La comparaison avec le séquençage d'un autre prélèvement permet de savoir s'il s'agit de la même personne.

La médecine génétique
L'examen des génomes permet d'étudier l'hérédité , les causes génétiques de certaines maladies. Elle permet aujourd'hui de prédire  de nombreuses maladies (Alzheimer, autisme, diabète, certains cancers,....).

La puce à ADN
C'est une plaque minuscule de verre ou de silicium, la puce, sur laquelle sont posés en des milliers d'endroits un seul des deux brins d'ADN portant un gène déterminé. Si l'on met en contact la puce avec le deuxième brin homologue de l'ADN d'une personne ou d'un aliment portant le gène précédent, un message fluorescent apparaît sur un ordinateur, Le gène de la personne ou de l'aliment est ainsi reconnu. Cette méthode permet d'établir un profil génétique, de détecter une maladie d'une personne ou même l'origine d'un steak haché par exemple.

L'ordinateur à ADN
Des Israéliens ont utilisé des molécules d'ADN pour réaliser un ordinateur très performant. On utilise les bases A,G,C,T au lieu du système binaire 0,1 des ordinateurs classiques.

L'avenir des applications de l'ADN est brillant !