Actualité scientifique de Jacques en juillet 2020

Bonjour, 

La livraison de ce mois revient sur le phénomène invraisemblable de l’intrication (2 et 16 septembre, p. 1 et 2, 4 et 5.) Le sujet est difficile parce qu’il est tellement contre-intuitif. Petit à petit, l’intrication conquiert le domaine du macroscopique. Pour les jeunes physiciens, elle sera leur quotidien. Ceux qui n’y ont pas grandi auront de la peine, moi avec. 
On revient sur la difficile gestion de la forêt (2 juillet, p. 1.) 
On se réjouit de l’avance combative du plan S pour le libre accès aux publications scientifiques (23.7, p.5.)
On ne manque pas de suivre un peu le Covid, par exemple, en réfléchissant à ce que veut dire le fameux facteur R (16.7, p. 3.) et comment tester juste et efficacement (23.7, p. 5 et 6.)
J’aime les projets qui font rêver, mais ici, on n’en est même pas à un projet. L’étude constate que le meilleur endroit pour construire un télescope astronomique est l’endroit qui est probablement le plus inhospitalier de la Terre. C’est le dôme A, dans l’Antarctique, à 4’000 m d’altitude et 1000 km du pôle Sud (30.7. p. 7).
Et puis, vous découvrirez quelques autres petits trucs que j’ai trouvés intéressants. 

Bonne lecture.

02.07.20 Nature 583, 7814

FORÊT, DURABILITÉ, EXPLOITATION

-8, 72 – 77. L’exploitation de la forêt européenne a crû brutalement depuis 2015.

Il s’agit ici du suivi de l’exploitation de la forêt européenne sur la base des données satellitaires (la Suisse n’est pas incluse). 

La forêt couvre 38% de la surface de l’Europe. Presque toute cette surface est exploitée, et ceci d’une manière qui varie considérablement d’un pays à l’autre. Agissant comme puits de C, la forêt compense environ 10% de la production de CO2 de l’Europe. Or, depuis 2015, l’exploitation de la forêt a rapidement augmenté, en particulier dans les pays nordiques. La raison en est commerciale, stimulée par la politique de soutien à la bioénergie utilisant le bois comme combustible ou pour en faire du biocarburant. Cette augmentation rapide produit un déséquilibre entre les arbres mûrs et les jeunes en début de croissance. Il en résulte une réduction de la biomasse et donc, une moindre compensation de la production de CO2

À l’échelle de temps humaine, il est bien clair que la combustion des hydrocarbures fossiles produit un déséquilibre. On aimerait croire que, à cette même échelle, la forêt est un facteur équilibrant. Le présent article, comme plusieurs autres rapports de ces derniers mois, montre que l’évaluation du bilan n’est pas simple. La Commission européenne prévoit d’adopter une nouvelle politique forestière en 2021. Aura-t-elle les données pour déterminer comment bien faire ? Une chose est sûre : le marché n’est pas un bon guide.

Éditorial. How Europe can fix its forests data gap. Nature, 583, 8 (2020).

Ceccherini, G. et al. Nature 583, 72–77 (2020).

POLICE, SOCIOLOGIE, CRIMINOLOGIE, RACISME

-22 – 24. Brutalité et biais racistes. Où sont les données ? 

Le lent assassinat de George Floyd par un policier à Minneapoliste * cause une prise de conscience mondiale de l’ampleur de la brutalité policière et les biais racistes qui y sont associés. Conséquence de cet état de fait, les données sur ces sujets sont rares et leur analyse est lacunaire. En fait, ce sont des sujets largement tabous. La police sait se défendre ! Hélas, on doit aussi constater que le phénomène n’est pas le propre des USA ou autre nations dévoyée, chez nous aussi la brutalité policière existe et l’opacité qui la recouvre est notable. 

Je tire du présent article deux données US parmi d’autres.

  • Un policier noir intervenant dans un quartier noir à 5 fois moins de chance d’utiliser son arme qu’un policier blanc. 
  • L’intervention dans le cadre d’un crime dans une petite ville, à 5 fois plus de chance de se terminer par une personne abattue par la police que dans une grande ville. 

Il est urgent que la façon de procéder de la police soit étudiée et que les conséquences sociales et politiques en soient tirées. Chez nous comme aux USA.

Peeples, L. (2020). What the data say about police brutality and racial bias – and which reforms might work. Nature, 583(7814), 22-24.

QUANTIQUE, INTRICATION

À plusieurs reprises ces derniers mois, et cela continue ci-dessous, j’ai discuté des expériences d’intrication quantique. Le domaine me fascine. François et Étienne ont bien reçu ces textes précédents qu’ils enrichissent par les ajouts ci-joints. 

etienne.frochaux@hispeed.ch, nous rappelle ses « promenades quantiques » dont l’une porte justement sur les fermions, les bosons et l’intrication quantique. Le texte est didactique et accessible à tous. 

http://promenades-quantiques.com/journal/lettres_2012/lettre_12_09/12-09-bosons-fermions.html.

Quant à francois.rothen@bluewin.ch, il précise la notion par le commentaire suivant. 

L’intrication est évidemment un des phénomènes les plus déroutants de la physique. Il se produit quelle que soit la distance entre les deux particules intriquées, de sorte qu’elles n’en constituent en réalité qu’une seule. Mais il y a plus. Si l’on considère les lois de la physique quantique, on constate que la distance n’intervient pas comme dans le monde macroscopique, à ce qui me semble. Les interactions entre particules ne se font jamais à distance, même si le formalisme, hérité de la physique classique, est trompeur à cet égard. Elles se font en réalité par échange de particules, ce qui doit s’interpréter plutôt comme une interaction de contact entre des objets qui sont tout à la fois ondes et particules. À noter que l’onde présente une extension spatiale, ce qui implique que la distance n’est quand même pas complètement absente du monde quantique. Si ce point de vue est admissible, on peut dire que l’intrication montre clairement les limites de la notion d’espace dans la physique quantique. Il n’est pas absent, évidemment, mais il est bien différent de ce qu’il est à nos yeux.

LIGO, ONDE DE GRAVITATION, MÉCANIQUE QUANTIQUE, INTRICATION, MÉTROLOGIE.

Appel aux physiciens, François et Étienne F. en particuliers : lisez, corrigez, critiquez et dites-moi si vous pouvez m’expliquer l’affaire plus sérieusement. 

-43 – 47. Intrication quantique pour affiner la détection des ondes de gravitation.

La prédiction théorique des ondes de gravitation par Einstein en 1915 et leur observation par les détecteurs LIGO dès 2016 sont une des plus grandes réalisations de l’esprit humain. Je suis pétri d’admiration devant cette réussite et fier d’avoir connu le sympathique Rai Weiss, un des artisans de cette aventure, en 2017 à Stockholm. Alors, même si tout cela me dépasse, je prends avec bonheur le petit peu que j’arrive à glaner. 

Voir aussi mon blog : 13.07.2017, Nature 547, 7662 ainsi que ci-dessous p.3.

La détection des ondes de gravitation se fait en déterminant le changement de la longueur de deux tunnels perpendiculaires de 4 km. La mesure se fait par interférence d’un faisceau de lumière partagé dans les deux tubes. L’effet est incroyablement petit : 1/millionième du diamètre d’un atome (10-16m). Les constructeurs ont réussi à presque complètement annuler les sources de bruit qui perturberait la mesure. En particulier, il faut que la pression de radiation sur les miroirs des résonateurs dans chacun des bras soit bien constante. Une source de bruit pourtant ne peut pas être supprimée, car elle est dans la nature de l’univers : le vide n’est jamais vide, il contient une énergie résiduelle suffisante pour qu’un bruit de fond photonique soit toujours présent. Ce bruit de fond est suffisant pour perturber significativement la position des miroirs de 40 kg des résonateurs. 

La suite de l’affaire m’échappe. Le bruit de ces photons stochastiques du vide est une conséquence du principe d’incertitude d’Heisenberg. Il ne peut pas être supprimé. Pourtant, comme toute bonne onde, elle a deux composantes : sa phase liée au moment de la création du photon et son amplitude liée à l’énergie de cette onde. Or, ces deux grandeurs corrèlent selon leur interaction non linéaire avec la vibration des miroirs du résonateur. Il s’agit de l’effet pondéromotive bien connu (😂) en physique des plasmas. 

https://en.wikipedia.org/wiki/Ponderomotive_force

En plus sérieux dans le cours du CERN, p.42

https://indico.cern.ch/event/759579/contributions/3184722/attachments/1809163/2955743/CAS_Gibbon_Lecture2.pdf

L’article montre que l’interaction entre les miroirs du résonateur et l’onde du vide peut faire que l’incertitude sur l’amplitude de l’onde (celle qui est importante pour la mesure des ondes de gravitation) est diminuée au profit de l’augmentation de l’incertitude sur la phase (qui n’a pas d’importance pour la mesure). Ce résultat devrait permettre d’améliorer significativement la qualité de la détection des ondes de gravitation. 

Sequino, V., & Bawaj, M. (2020). Quantum fluctuations have been shown to affect macroscopic objects. Nature, 583(7814), 31-32. 

09.07.20, Natre, 583, 7815.

AI, INTELLIGENCE ARTIFICIELLE, POUVOIR.

– 169. Une courte réflexion sur les avantages et les inconvénients de l’intelligence artificielle. par Prayusha Kalluri, cofondatrice du Radical AI Network

Il ne s’agit pas de savoir si l’AI sera bonne ou mauvaise, mais de savoir à qui elle bénéficie. La réponse est évidente : à ceux qui ont le pouvoir.  

Sauf si, par action et décision, on fait en sorte que l’AI serve d’abord ceux qui n‘ont pas directement accès à ses avantages. 

Kalluri, P. (2020). Don’t ask if artificial intelligence is good or fair, ask how it shifts power. Nature, 583(7815), 169. 

COVID, TEST, SURVEILLANCE

-173. News in brief.
Le test rapide hebdomadaire est efficace, bihebdomadaire, il ne l’est pas.

Le test PCR de la maladie est sûr, cher et lent. Des tests bon marché existent, mais ils ne sont pas complètement fiables. C’est ennuyeux pour la personne concernée, mais pour la gestion de l’épidémie cela n’est pas forcément important. L’étude rapportée ici montre que même un test pas très fiable permet de gérer efficacement une politique de confinement des personnes suspectes s’il est pratiqué hebdomadairement. Bihebdomadairement, il ne sert pas à grand-chose. 

D.B. Larremore et al. Preprint at medRxiv http://doi.org/d2gt:2020. 

CO2, EXTRACTION, ROCHE, SILICATE, BICARBONATE

– 167 – 168, 204 – 205, 242 – 248.

Extraction du CO2 atmosphérique par lavage de poudre de basalte épandue sur les terrains agricoles.

La poudre de basalte (roche noire volcanique) ou autre silicate se dissout lentement sous la pluie et réagit avec le CO2 atmosphérique pour être transformée en carbonate qui se fixe alors dans le sol ou est emporté à la mer. Le présent article montre que l’usage généralisé de cette technique permettrait d’extraire annuellement entre 0,5 – 2 Gt de CO2 de l’atmosphère (1-5% de la production anthropique) se manière simple et décentralisée pour un prix de 80 – 180 $/t. L’article étudie, de pays en pays, la faisabilité de cette méthode dans le cadre d’une politique globale de limitation de l’échauffement climatique et des synergies avec d’autres approches. La Chine, l’Inde, les USA et le Brésil seraient particulièrement bien placés pour la pratiquer en grand. Avantage supplémentaire, la nature basique des effluents limiterait l’acidification des mers.

Dans mes petits rapports, lorsqu’il s’agit de méthodes d’extraction du CO2 atmosphérique pour limiter l’échauffement climatique – celui-ci n’est de loin pas le premier – il est toujours question de quantités qui sont peu de chose par rapport à la production anthropique. OK,,ces méthodes méritent peut-être d’être utilisées, celle-ci en particulier, puisqu’elle ne nécessite pas de lourdes technologies et qu’elle pourrait avoir un effet collatéral utile, mais la solution à l’échauffement climatique est, et reste, d’arrêter très vite de brûler le carbone fossile.

Point à la ligne.

Lehmann, J., & Possinger, A. (2020). Removal of atmospheric CO2 by rock weathering holds promise for mitigating climate change. Nature, 583(7815), 204-205. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32641818. doi:10.1038/d41586-020-01965-7

Beerling, D.J., Kantzas, E.P., Lomas, M.R. et al. Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands.Nature 583, 242–248 (2020).

11.07.20 The Economist  / Nature communications

CLIMAT, GES, ÉCHAUFFEMENT, TEMPS 

Rapport sur un article de Nature Communications. 

-1 – 7. L’arrrêt des émissions ne supprimera pas si vite l’échauffement climatique. 

La Terre est un gros bateau : il faudra du temps pour que la correction du cap commence à avoir de l’effet. Combien de temps ? Cette question non résolue dont nous nous plaignions récemment s’éclaire un peu avec cet article. Il s’agit de modélisation de l’échauffement climatique à venir selon deux scenarii : (a) l’émission des gaz à effet de serre est immédiatement complètement arrêtée ; (b) La production de ces gaz est réduite de 5% par an. La figure résume les résultats ; elle montre à quel moment l’effet de la réduction commencera à se faire sentir. 

Si on en croit ces résultats, il faudra 12 ans pour que l’effet de l’arrêt total de la prooduction de CO2 anthropique commence à freiner l’élévation de température. 

https://www.economist.com/science-and-technology/2020/07/11/emissions-slashed-today-wont-slow-warming-until-mid-century

16.07.20, Nature, 583, 7816.

COVID-19, ÉPIDÉMIOLOGIE, FACTEUR R.

-346 – 348. Les limites du R. Confinement ou traçage ? D.Adam.

R, R0, Re, Rt sont des variantes du même concept : à combien d’autres personnes un malade transmet-il sa maladie au cours de sa phase infectieuse ? Si R<1, l’épidémie s’apaise ; si R>1 elle s’aggrave. L’idée fait sens. 

Elle fait pleinement sens si la maladie est uniformément distribuée dans une population homogène dans laquelle évoluent des malades semblablement contagieux. C’est la vision statistique où chacun est mis dans le même paquet. Dans ces conditions, la notion de « Budget contact » que nous avons récemment développé avec Gilles (référence) est utile. Chaque contact est un risque ; pour vaincre la maladie il faut et il suffit que le nombre total de contactes induise un R<1. Le confinement est la solution qui s’impose, fiable, massive et indiscriminée. Elle est la solution suisse du 16 mars et celle de nombreux pays en situation semblable. Elle tue la maladie, mais elle est terrible pour la vie sociale et l’économie. 

Mais imaginons une autre dynamique selon laquelle quelques malades sont la source de presque toutes les contaminations alors que la plupart des malades ne contaminent guère. Dans ce cas, le confinement est aussi efficace, mais il fait souffrir tout le monde alors que seuls quelques-uns disséminent la maladie. La solution de choix est alors l’identification des individus superinfectieux et le traçage de leurs contactes… mais, quel boulot! Qui veut s’en donner les moyens ? En principe, le traçage est la solution que vise la Suisse et les pays développés qui essaient de sortir du confinement. Aux dernières nouvelles, sans surprise, il semble que les cantons suisses ont de la peine. Comment pourrait-il en être autrement dans l’improvisation actuelle ? 

Au début du confinement, tout le service sanitaire de l’armée a été mobilisé. L’action fut probablement utile, mais on se demande si l’armée était aussi bien préparée qu’elle aurait pu l’être et si ses super-avions de combat sont la meilleure façon d’utiliser son budget. Pourquoi ne pas équiper et entraîner les troupes ABC (celles destinées aux risques atomiques, biologiques et chimiques) au travail de traçage et d’isolation en cas d’épidémie ? Cette troupe capable d’intervenir très rapidement et en force serait bien utile dans la situation actuelle quand est détectée une explosion de cas dans un canton qui peine à y faire face comme ce fut le cas récemment à Fribourg. 

COVID-19 n’est sans doute pas la dernière épidémie à nous tomber dessus. Est-ce là une idée pour se préparer à la prochaine et, pourquoi pas, pour donner un peu plus de sens à notre armée ?

Adam, D. (2020). A guide to R – the pandemic’s misunderstood metric. Nature, 583(7816), 346-348.

ÉLECTRONIQUE, QUANTIQUE, GRAPHÈNE, BICOUCHE, INTRICATION

– 364 – 5 ; 375 – 378; 379 – 384. La nouvelle électronique associée aux moirés de 

Un domaine émergeant combinant la science des matériaux et l’intrication quantique. Fascinant, mais difficile. J’essaie de comprendre et tente mes propres élucubrations.

J’ose à peine demander la lecture critique des physiciens, mais si l’un d’entre eux se pique au jeu, je lui en serai à jamais reconnaissant. 

Moiré. Prenez deux grilles régulières et identiques. Superposez-les exactement ; vous n’en verrez plus qu’une. Faites tourner un peu la 2e sur la première ; un nouveau pseudo cristal apparaît dont la période est d’autant plus grande que l’angle de rotation est petit. Cette nouvelle figure s’appelle un moiré. Habituellement le moiré n’a pas de réalité physique. Ni l’une ni l’autre des grilles n’est physiquement modifiée. Moiré ou pas, chacune reste la même.Dans le présent rapport, nous allons parler d’un effet moiré très spécial puisqu’il influence fondamentalement la matière qui le produit. https://www.researchgate.net/figure/Moire-pattern-as-formed-by-angular-rotation-of-2D-layered-materials-molecular-models_fig1_313581937 

Toute la science de l’électricité se joue dans l’interaction entre régions dont la densité électronique diffère. La dimension est importante. Quand il s’agit d’atomes ou de groupe d’atomes, on dit qu’il s’agit de chimie. L’étendue des domaines interagissant est alors de l’ordre de la liaison atomique, quelque dixième de nm. Dans un solide ou un liquide, les charges s’équilibrent collectivement ; pour créer un effet électrique, il faut alors juxtaposer des matières différentes ; par exemple deux blocs de Si, de dimension micrométrique dopée négativement, séparé par un bloc dopé positivement font un transistor. Les pôles d’un moteur électrique dont l’opposition génère la force utile sont généralement beaucoup plus grands. 

Il y a quelques années, on avait observé que deux couches monoatomiques de graphène tournées l’une par rapport à l’autre de l’angle magique d’environ 1,1° deviennent supraconductrices, c’est-à-dire que les électrons intriqués en charge bosoniques s’écoulent sans résistance. Cette extraordinaire propriété est sans doute due au fait que les deux couches forment un moiré dans lequel la superposition exacte des atomes se répète tous les 15 nm environ. 

J’essaie d’imaginer ce qui se passe. Le moiré formé par les deux couches de graphène module la densité des charges électroniques en domaines distincts. Pour peu que le spin des charges de ces domaines se groupe en nombre pair, ils deviennent bosons. Ce n’est pas alors un électron qui saute d’un atome à l’autre, mais ce sont des collectifs de charges intriquées qui s’écoulent en courant supraconducteur (voir rapport du mois passé). Peut-être est-ce un jeu similaire qui explique la mystérieuse supraconductivité à haute température apparaissant dans certains cristaux de cuprate qui sont si complexes que leur maille dépasse aussi le nm. 

Les électriciens aiment bien les diodes, c’est-à-dire les dispositifs qui agissent sélectivement sur le courant. L’idée de deux couches monoatomiques qui, selon l’angle de superposition, passe d’une conduction standard à un état supraconducteur ne peut que les faire rêver et exciter leur imagination. Les deux articles dont il est question ici prennent sans doute leurs racines dans ce rêve. Pour le réaliser, les auteurs combinent la physique des diélectriques – c’est-à-dire ces substances qui peuvent être chargées, mais qui ne sont pas directement conductrices (dans un des articles, il s’agit d’une couche de nitrure de bore, dans l’autre du diséléniure de tungstène)  –  avec la physique des bicouches de graphène proche de l’angle magique. En expérimentant avec ces dispositifs sous toutes sortes de conditions (angle de rotation, champ magnétique extérieurs, température – toujours très basse -, 

les auteurs espèrent mieux comprendre les conditions qui induisent la supraconductivité et leurs limites. Il s’agit ici de recherche fondamentale dont les débouchés ne sont pas prévisibles, mais les auteurs sont visiblement convaincus que seule notre imagination limite les promesses des états quantiques intriqués en 2 dimensions.

Stepanov, P., Das, I., Lu, X. et al. Untying the insulating and superconducting orders in magic-angle graphene. Nature 583, 375–378 (2020).

Arora, H.S., Polski, R., Zhang, Y. et al. Superconductivity in metallic twisted bilayer graphene stabilized by WSe2Nature583, 379–384 (2020)

23.07.20, Nature, 583, 7817.

PUBLICATION, LIBRE ACCÈS, PLAN S.

-497, News in brief. Un plan pour publier en libre accès dans n’importe quel journal

Le monde des juristes et du business est compliqué. Ai-je bien compris ce développement salutaire au bien public ? Gilles, merci de confirmer. 

Le plan S est cette ambitieuse reprise en main de la notion de libre accès aux publications, scandaleusement détournées à leur profit par les éditeurs. Il devrait être fonctionnel l’an prochain. Il regroupe un grand nombre d’institutions de financement de la recherche publiques ou privées (le FNRS se tâte encore). Le combat entre plans S et les éditeurs est très dur, mais, en principe, plan S tient le couteau par le manche puisqu’il défend le droit des chercheurs à diffuser leurs travaux ; sans chercheurs, un éditeur n’a rien à dire. Une difficulté réside toutefois dans la liberté, que chérissent les chercheurs, de publier dans leur journal favori, même au prix de l’abandon des droits sur son article. Pour surmonter cet obstacle, le consortium plan S a pris unilatéralement, le 15 juillet, une mesure forte. Tous les chercheurs associés au plan S publiant dans le journal de leur choix seront invités à déposer parallèlement, dès la publication, un AAM (author accepted manuscript) sur un site réservé disponible selon la très libérale licence CC-BY qui autorise chacun à republier et traduire. Ainsi sont court-circuitées toutes les restrictions des éditeurs. Pour les chercheurs financés par des organes du plan S, les conditions de financement ont précédence légale sur tout accord de publication subséquent. 

Closest Sun shot, methane rising and a Plan S development. (2020). Nature, 583(7817), 497-497.

CLIMAT, GES, MÉTHANE.

-497, News in brief. Record de croissance du niveau global de méthane dans l’atmosphère. 

Après le CO2, le méthane est le plus important gaz à effet serre (mis à part l’eau qui doit être considérée différemment). Sa concentration a augmenté de presque 10% ces 20 dernières années. L’augmentation s’accélère. Les sources principales sont l’agriculture et l’industrie du gaz naturel. 

Closest Sun shot, methane rising and a Plan S development. (2020). Nature, 583(7817), 497-497.

PANDÉMIQUE, BIEN, REVENU DE BASE INCONDITIONNEL, RBI.

-502 – 3. C. Arnold. La pandémie accélère les tentatives de revenu de base inconditionnel.

Avec le bouleversement social et économique induit par la pandémie du Covid, toutes les autorités du monde sont bien obligées d’agir pour essayer de parer à un choc auquel personne n’est préparé. Il n’y en a pas mal qui deviennent imaginatives. Le revenu de base inconditionnel fait son chemin en de nombreuses régions. L’article relate une panoplie d’essais bien plus engagés que ce qui a été expérimenté jusqu’ici, dans les parties du monde les plus diverses. Peut-être que le cas le plus remarquable a lieu dans le pays particulièrement touché qu’est l’Espagne. Déjà avant la pandémie, le gouvernement de gauche avait lancé un programme de revenu minimum garanti. Face à l’urgence, le conseil des ministres l’a remplacé par un programme autrement ambitieux, fonctionnel depuis le 15 juin. Il s’agit d’offrir une aide directe sans contrepartie allant jusqu’à 1000 € (familles avec enfants). Il suffit de la demander sur un site idoine. Après 4 heures d’ouverture, 50’000 demandes étaient enregistrées. Il devrait toucher près d’un million de ménages. Conscient que la crise n’est pas passagère, le programme est conçu pour durer. 

En ces temps de reprise des classes où l’on entend partout que la crise du Covid a fait progresser de 2 ans l’entrée de l’informatique à l’école, peut-on rêver que le virus fasse avancer la cause du RBI de 20 ans ?

Arnold, C. (2020). Pandemic speeds largest test yet of universal basic income. Nature, 583(7817), 502-503.

COVID-19, CORONA, TEST. 

-504 – 513. Un bon test pour le corona ; est-ce pour bientôt ? News in focus, plusieurs articles courts. S. Mallapaty, G. Guglielmi. 

Presque journellement, on nous parle des efforts mirifiques des chercheurs et des avalanches de tests qui sont presque prêtes et qui vont tout changer. Il est vrai qu’il  serait mieux si on avait un bon test pour le Covid ; une petite baguette que l’on pose sur la langue et qui en 2’ nous dit si on porte le virus. Tout serait bien différent si chacun se testait tous les jours. Pourquoi pas ?

Le premier de ces deux articles discute la difficulté à tester efficacement quand la quantité de tests praticable est limitée. Tester au hasard n’est certainement pas le moyen le plus efficace ; les méthodes pour faire mieux sont nombreuses et souvent subtiles. Quelques-unes sont discutées. Par exemple, quand, le taux d’infection est faible, le mise en commun des prélèvements peut aider. Supposons 100 prélèvements avec un seul positif ; testons dix groupes de dix ; un seul des groupes sera positif ; testons alors chaque individu de ce groupe. L’individu infecté est identifié avec 20 tests au lieu de 100 pour la force brute. L’ennui est alors qu’il faut deux séquences de tests ; le résultat est plus long à obtenir. Autre méthode qui s’effectue en une série. On mélange au hasard les x prélèvement en y groupes. La méthode n’est pas full proof mais, statistiquement, elle a de bonnes chances de fournir l’information désirée avec y<x. Et puis, quand certains patients sont plus à risque que d’autres, ou ce sont seulement les patients d’une certaine région qui intéressent… Wouah, tout ceci devient vite compliqué et je comprends ainsi qu’il soit difficile d’y voir clair, pour les spécialistes comme pour le public. 

L’autre article parle des différents systèmes de tests. Le standard d’or est et reste le test PCR. Il peut être extraordinairement précis, mais il est lent puisqu’il nécessite un grand nombre de cycles thermiques, et puis il fait appel à des instruments complexes réservés à des professionnels. Une autre catégorie de tests très prometteurs fait appel à des dérivés de CRISPR pour reconnaître une séquence virale et émettre un signal reconnaissable. Le test pourrait être rapide et produire des signaux différents pour différentes séquences visées. On parle d’un kit qui identifie d’un coup 169 types de virus. La 3e méthode est immunologique ; il s’agit de chercher des antigènes cactéristiques du virus. Il y a pléthore de candidats en développement. 

Une responsable de FIND, Fondation (sans but lucratif) for Innovative New Diagnostics qui travaille à Genève avec les HUG et l’OMS commente : c’est le Wilde West ; les méthodes dérivées de CRISPR s’annoncent compétitives avec la PCR pour ce qui est de la précision ; reste leur mise en application publique ; les méthodes immunologiques sont décevantes jusqu’ici. 

Mallapaty, S. (2020). The mathematical strategy that could transform coronavirus testing. Nature, 583(7817), 504-505.

Dance, A. (2020). Coronavirus vaccines get a biotech boost. Nature, 583(7817), 647-649. .

30.07.20, Nature, 583, 7818.

BIOLOGIE, GÉNÉTIQUE, ENCODE

-685 – 686 ; 693 – 769. La nouvelle livraison de ENCODE. Un gros pas de plus vers la compréhension du génome humain.

De Nature du 27 mai je citais la considérable Genome Aggregation Database, analysant la séquence des gènes codants (exome) de 125’748 personnes ainsi que la séquence totale de 15’708 autres individus. D’autres vastes consortiums s’appellent le Human Cell Atlas ou le 4D Nucleome Project. Dans ce numéro de Nature, 8 gros articles apportent – avec d’autres distribués dans des revues associées – la 3e livraison, plus grosse encore que tout ce qui précède, du consortium ENCODE. Elle fait suite aux livraisons de 2007 et 2012. La figure résume la question posée : comment s’exprime au bon endroit, au bon moment et en bonne quantitié l’information de l’ADN. 

Résultat :un flot inhumain d’informations mise à disposition de tous. Je salue avec respect l’énorme travail et je me réjouis que cette masse de connaissances soit ajoutée au vaste panier du bien commun. Bravo ! 

Malheureusement, tout cela est trop indigeste pour moi. J’attend,

 en me réjouissant, les plats cuisinés qui seront bientôt présentés à la dégustation. 

Hon, C. C., & Carninci, P. (2020). Expanded ENCODE delivers invaluable genomic encyclopedia. Nature, 583(7818), 685-686

ASTRONOMIE, ANTARCTIQUE, DOME A.

-771. Pour mieux voir la beauté du ciel, rien ne vaut l’endroit le plus inhabitable de la planète.  Michel M. s’en réjouit-il ?

Le Dome A est ici (figure). Il est à 4030 m d’altitude sur une couche de glace plus épaisse encore. Tout est très là-bas. Il y fait froid, on a mesuré presque -100°C. Les nuits sont longues, calmes et presque sans vent si ce n’est quelques courants locaux près du sol – le Morget local en quelque sorte. Alors que, dans les meilleurs sites d’observation aux latitudes moyennes, l’agitation de l’atmosphère perturbe les observations de au moins 0,6 à 08 arcseconde (un peu plus de un mm à 1km.) le présent article montre que, au Dome A, à 8m au-dessus du sol, la perturbation moyenne n’est que de 0,13 arcseconde. 

Quelle chance ! Un avenir radieux, si ce n’est chaleureux, s’ouvre aux astronomes. 

Ma, B., Shang, Z., Hu, Y. et al. Night-time measurements of astronomical seeing at Dome A in Antarctica. Nature 583, 771–774 (2020).

1 réflexion sur « Actualité scientifique de Jacques en juillet 2020 »

  1. À propos des effets quantiques dans l’appareil LIGO de mesure des ondes de gravitation, François Rothen commente – merci à lui -:
    Commentaire.
    L’expérience LIGO qui a conduit à la mise en évidence des ondes gravitationnelles est en effet une des expériences les plus magistrales de toute l’histoire de la physique. Ce qui est particulièrement impressionnant, c’est le rapport entre l’effet des ondes sur les longueurs de tunnels (archi-microscopique) et la taille de l’appareillage (considérable). La physique est une science pour laquelle l’échelle est un paramètre essentiel, si bien que l’on ne comprend pas comment, dans le cas de la mise en évidence des ondes gravitationnelles, elle paraît jouer un rôle si peu important.
    Je n’entrerai pas dans le détail de la technique de l’expérience; elle n’entre pas dans mon domaine de compétence. Je me contenterai de relever que la mise en évidence des ondes gravitationnelles par LIGO souligne un point caractéristique de la physique quantique. Comme la physique classique, le domaine quantique obéit à des relations précises, qui se laissent manipuler à l’aide des mathématiques. Sur ce point, on a de la peine à faire la différence entre les deux domaines, même si, évidemment, les équations et les méthodes de résolution diffèrent grandement. Ce qui distingue tout particulièrement physique classique et physique quantique, en revanche, c’est l’interprétation que nous en donnons, ou plutôt que nous nous efforçons d’en donner. Alors que la physique classique manipule des notions relativement aisées à concevoir, comme la longueur, la vitesse et la probabilité, la physique quantique traine avec elle des concepts que l’esprit humain, formé au monde macroscopique, n’est pas prêt à dominer. C’est notamment le cas de la dualité onde-corpuscule, de l’amplitude de probabilité ou de l’intrication. La conséquence est inévitable: pour se faire une idée parfaitement claire des processus qui interviennent dans l’expérience LIGO, il faudrait sans doute mieux dominer les concepts purement quantiques qui nous sont si peu familiers.

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