Citations du samedi : Un neutrino coriace ; le palindrome du temps ; évaluant la taille des cerveaux animaux

15 février 2025 rapport

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par Chris Packham, Phys.org

Comment se déroule votre week-end? Avez-vous lu à propos du neutrino musclé? C'est incroyable. Cette semaine, nous avons également rapporté que des insectes bâtons mâles perdent leur fonction reproductive. Les chercheurs cherchent des approches moins coûteuses pour créer une technologie décrite par Scotty dans 'Star Trek IV'. Et les physiciens ont exploré la création d'un trou noir sans singularité par la seule gravité. De plus, bien que je ne veuille pas vous submerger de nouvelles de physique, certains théoriciens ont trouvé des preuves de deux flèches du temps dans le domaine quantique. Et la complexité des cerveaux des oiseaux a évolué indépendamment de celle des mammifères.

Au fond de la mer Méditerranée, des chercheurs construisent une immense installation appelée KM3Net, un télescope qui couvrira un kilomètre cube une fois la construction terminée. Il comportera plus de 6 000 capteurs comme celui illustré ci-dessus, qui détectent les neutrinos, la seule particule capable d'atteindre ces profondeurs ténébreuses.

Les neutrinos interagissent très faiblement avec les baryons et passent généralement à travers la matière comme des fantômes électriquement neutres, et la plupart d'entre eux traverseront le télescope et ses capteurs. Mais dans des occasions extrêmement rares, l'un de ces neutrinos entrera en collision avec une molécule d'eau et créera une explosion bleue d'énergie visible par les capteurs.

Eh bien, quelques-uns des capteurs sont déjà en service, et le 13 février 2023, KM3Net a détecté un neutrino 30 fois plus énergétique que toute observation précédente, rapportée cette semaine après deux ans d'analyse.

Le neutrino musclé voyageait à une vitesse colossale et contenait environ 1 trillion de fois plus d'énergie qu'un rayon X médical. Les chercheurs pensent qu'il provient d'une source dans le ciel du sud, et résulte d'un événement cosmique massif comme une supernova ou un noyau galactique actif. Malheureusement, KM3Net ne peut pas déterminer avec précision la position et il y a de nombreux candidats dans cette région de l'espace.

Alors que l'expérience du temps dans une seule direction semble évidente, les lois de la physique n'appuient pas une seule direction. De nombreux phénomènes physiques, comme le mouvement d'un pendule, paraissent les mêmes que vous exécutez une vidéo en avant ou en arrière; la physique ne tient pas compte des processus irréversibles, comme un liquide se répandant sur une table. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Université de Surrey ont exploré si la perception de la direction du temps émerge du domaine quantique.

Les chercheurs ont créé un système modèle simplifié de telle manière qu'ils pouvaient considérer uniquement le système lui-même et pas l'énorme environnement qui l'entoure. Et ils ont supposé que, comme l'univers, l'énergie et l'information se disperseraient, ne revenant jamais (tout comme un liquide se répandant sur une table). Cela leur a permis d'examiner l'expérience du temps à sens unique même si, au niveau quantique, le temps peut théoriquement se déplacer dans les deux sens.

'La partie surprenante de ce projet était que même après avoir fait l'hypothèse simplificatrice standard pour nos équations décrivant les systèmes quantiques ouverts, les équations se comportaient toujours de la même manière que le système se déplaçait en avant ou en arrière dans le temps', déclare Thomas Guff, premier auteur de la publication.

Dans une série d'études, une collaboration de recherche multi-institutionnelle a déterminé que les oiseaux, les mammifères et les reptiles ont évolué des cerveaux complexes de manière indépendante malgré un ancêtre commun. Bien que les trois groupes aient des cerveaux avec des fonctions comparables, le développement embryonnaire du cerveau et les types de cellules ont tous suivi des voies évolutives divergentes.

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Ils se sont concentrés sur le développement embryonnaire du pallium, qui chez les humains est responsable de fonctions distinctives de traitement cognitif. Mais bien que les fonctions du pallium soient similaires pour les oiseaux, les mammifères et les reptiles, les mécanismes de développement et l'identité moléculaire de ses neurones ont divergé de manière significative au cours de l'évolution des trois groupes. En utilisant spécifiquement la transcriptomique spatiale, l'équipe a déterminé que les neurones responsables du traitement sensoriel sont formés à l'aide de différents ensembles de gènes.

Le co-auteur Fernando García-Moreno déclare, 'Nos études montrent que l'évolution a trouvé plusieurs solutions pour construire des cerveaux complexes. Les oiseaux ont développé des circuits neuronaux sophistiqués grâce à leurs propres mécanismes, sans suivre le même chemin que les mammifères. Cela change notre compréhension de l'évolution du cerveau.'

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