Mystery Science Picture #MSciPic

L'Islande est une île volcanique où l’on peut observer des laves provenant d'un magmatisme de point chaud* et également de dorsale océanique**. Ici nous nous trouvons à l’Ouest de l’île, au niveau de la dorsale océanique. On observe un cratère volcanique d’environ 100 mètres de diamètre, suivi par d’autres plus petits sur la droite. Ces cônes volcaniques se forment en général au cours d’une seule éruption d’une durée d’une heure à un mois et sont souvent localisés au niveau de fissures comme les dorsales.Si vous voulez en savoir encore plus, rendez-vous sur l’article Planet-Terre correspondant :
Pierre Thomas, 05/01/2004. Images de la semaine “La Lune ? Non, l'Islande en hiver !”, Planet-Terre.

Les notions de dorsale océanique et de point chaud ne vous disent rien? Pas de panique, voici les explications :
*Un point chaud est une zone anormalement chaude de l'intérieur du globe (anomalie thermique positive). D’une densité moins importante que les roches environnantes, elle peut remonter depuis une zone profonde (entre 670 et 2900 km de profondeur). A quelques dizaines de kilomètres de profondeur, ces roches fondent partiellement et peuvent, si elles arrivent en surface, engendrer des émissions volcaniques. Le piton de la fournaise sur l’île de la Réunion est par exemple dû à du volcanisme de point chaud.
**Les dorsales océaniques sont des chaînes de montagnes sous-marines où est localisée la production d’une partie de la croûte océanique.
Si vous voulez voir une animation sur la création et disparition de cette croûte océanique, n’hésitez pas à visiter ce site !

Cette expérience fut réalisée à l’Université de Nottingham par la docteure Barbara Turnbull. Sur la photo, le fluide supérieur, en rose, est uniquement constitué d’eau colorée. Le fluide inférieur est constitué d’eau et de sel - et de colorant bleu -, un mélange plus lourd que l’eau pure. Les deux liquides, de densités différentes, ont été placés dans un tube de section rectangulaire, en remplissant d’abord avec de l’eau pure, puis en injectant l’eau salée teintée par le bas, de façon à ce que les liquides ne se mélangent pas. Lorsque l’on penche le tube, l’eau pure aura tendance à remonter et l’eau salée à descendre. A l’interface entre les deux, les deux liquides se déplacent dans des directions différentes, et le frottement engendre une instabilité, qui se manifeste par le déplacement des fluides donnant ces formes de vagues, avant que les liquides ne retrouvent leur état de stabilité. La photo est donc prise avec le tube penché, lorsque les liquides se déplacent. Mais la #MSciPic était redressée ! Ce phénomène d’instabilité de Kevin Helmholtz est aussi observable dans la nature à une échelle bien plus grande avec… les nuages !

Si vous voulez voir comment l’expérience fut réalisée, n’hésitez pas à regarder cette vidéo réalisée par Brady Haran de Sixty Symbols. Et si vous voulez tout savoir sur ces instabilités de Kevin Helmholtz dans les nuages, n’hésitez pas à regarder cette vidéo là, toujours par Sixty Symbols.

Chaque petite tour visible sur l'image est un empilement de plusieurs micromètres de hauteur sur seulement quelques centaines d'atomes de diamètre, de cristaux d’arséniure de gallium, de formule GaAs. Si leur fabrication est déjà un exploit, leur utilité est encore plus surprenante. En effet, en ajoutant une fine couche de matériau réfléchissant, des chercheurs allemands ont réussi à fabriquer une minuscule cavité dans laquelle les photons peuvent rebondir et faire des aller-retours le long des nanofils, formant ainsi ce qu'on appelle une cavité laser (l'élément de base d'un laser). Ces lasers pourraient ensuite avoir des applications dans les ordinateurs du futur basés non plus sur la physique de l'électron (l'électronique) mais sur la physique du photon. Pour cela, il est nécessaire d'être capable de générer des impulsions lumineuses - d’un type particulier - à l'aide d'un laser. Les nanolasers sont pour cela très prometteurs car ils sont très efficaces énergétiquement, peuvent être intégrés directement sur un circuit et nécessitent peu de matériau du fait de leur petit taille.
De plus, comparativement à l'électronique, ces nanolasers sont capables de fonctionner à des fréquences jusqu'à cent fois plus élevées, ce qui permettrait de traiter en théorie cent fois plus d'information par seconde, ainsi que de transmettre des informations à la vitesse de la lumière.
Cette image vous a été proposée par la Commission Jeune de la Société Française de Physique, un grand merci à eux ! ()
Crédit: Thomas Stettner/Philipp Zimmermann / TUM

Afin de visualiser et comprendre ce qui se passe au plus profond de notre cerveau, les Dr. Greg Dunn et Brian Edwards, artistes et respectivement neuroscientifique et physicien appliqué, ont créé ce tableau représentant une coupe sagittale oblique du cerveau humain (plan vert sur la seconde image) à une échelle 22:1, c’est-à-dire agrandie 22 fois.

Ce tableau sur lequel sont représentés près de 500 000 neurones, peut s’animer grâce à l’orientation de l’éclairage et la technique de microgravure, permettant ainsi de représenter 500 micro secondes de fonctionnement du cerveau.Grâce à cette technique, le simple mouvement de l’observateur devant le tableau ou bien le changement d’éclairage modifie l’image affichée, car selon leur orientation, les feuilles d’or réfléchissent ou non la lumière. Selon la couleur des lampes utilisée on obtient également divers résultats, comme ces deux photos prises sous des lumières rouges, violettes et blanches, ou le zoom présenté plus tôt avec des nuances plus vertes et bleues car sans doute illuminé avec ces teintes.

Sources et attributions : Cerebellar Folia, Self Reflected in Violets, Greg Dunn and Brian Edwards at the Self Reflected opening © Greg Dunn, 2006-2017

http://www.gregadunn.com Blausen.com staff (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31118590

Le 11 mars 2011 est survenu l’accident de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi, au Japon. Sur une surface de plus de 80 km de rayon, des particules se sont dispersées dans l’air et ont contaminé les eaux, sols et par extension toute la faune et la flore. Ces particules, appelées “isotopes radiogéniques”, sont un type particulier d’atomes qui ne sont pas stables dans le temps, c’est-à-dire qu’ils se transforment en d’autres atomes qui eux sont stables. Lors de ces transformations, des particules et rayons énergétiques comme les rayons gamma sont émis. Ce sont ces particules et rayons résiduels qui sont dangereux pour la santé car ils peuvent endommager les cellules du corps (humain, animal ou végétal), et ceci soit après ingestion de nourriture contaminée, soit par simple présence dans une zone contaminée.

Il n’est cependant pas facile de distinguer des objets contaminés de ceux qui ne le sont pas car la radioactivité est invisible à l’œil nu. C’est pour cela que le photographe japonais Masamichi Kagaya a mis au point une technique de photographie à l’aide du biologiste Satoshi Mori pour rendre visible “l’invisible” de la catastrophe. Ce procédé d’autoradiographie consiste en un support photographique noir qui devient blanc lorsqu’il est frappé par les particules et rayonnements produits par la transformation des isotopes radiogéniques en éléments stables. Plus la contamination par la radioactivité est importante, plus il y a d’isotopes radiogéniques, donc plus il y a de particules et rayons énergétiques éjectés et plus le support photographique devient blanc aux endroits correspondant.© Masamichi Kagaya

La NASA a diffusé en 2012 une carte du monde classique, comme on peut en voir en cours de Géographie, à ceci près qu’elle fut créée à partir d’images satellite de la Terre prises la nuit (cf deuxième image ici). En considérant que plus une ville est grande, plus elle émet de lumière, on peut donc penser que les taches lumineuses de cette carte indiquent les endroits les plus peuplés, et a contrario que les espaces sans lumière sont inhabités.
Mais ceci n’est pas totalement exact. Pour voir quels sont les espaces plus ou moins peuplés sur notre planète, Benjamin Hennig a décidé de déformer les cartes classiques afin que chaque parcelle ait la même densité de population, c’est-à-dire le même nombre de personne vivant par mètre carré. Ainsi, les endroits extrêmement peuplés comme le Japon, apparaissent beaucoup plus gros qu’habituellement, alors que les endroits très faiblement peuplés voire inhabités comme le Sahara ou la forêt Amazonienne sont réduits jusqu’à disparaître. Les lumières n’indiquent alors plus où les gens vivent puisqu’ils sont partout en proportions égales, mais plutôt les villes suffisamment riches pour pouvoir se permettre de laisser tous leurs éclairages allumés la nuit, à tel point que ces villes deviennent visibles de l’espace. Les zones urbaines dépourvues de lumières correspondent quant à elles soit à des régions dont les habitants n’ont pas accès à autant d’énergie, soit à des zones l'éclairage de nuit est éteint.
Cette carte représente donc bien plus que les endroits où nous vivons, elle représente la façon dont nous vivons et qui nous sommes.Mais avant toute interprétation, n'oubliez pas de remettre cette carte dans son contexte. Depuis la création de cette carte en 2013, certains événements ont bouleversé les habitudes de certains pays. Sur une carte actualisée on pourrait par exemple voir une baisse d’illumination de Tokyo suite à l’accident de Fukushima.

© 2013 Benjamin Hennig - Earth at Night
http://www.viewsoftheworld.net/?p=3389
© 2012 NASA Earth Observatory - Earth at Night: Flat Maps
https://earthobservatory.nasa.gov/Fea…/NightLights/page3.php

Les mouchoirs, comme le papier toilette ou les pages d’un cahier, sont fabriqués à partir de fibres de cellulose, une molécule constituant le principal composant du bois. Lorsque ces fibres sont éclairées par des rayons ultra-violets ils émettent une lumière bleutée, on dit alors qu’ils fluorescent. C’est ce qui arrive aussi à votre t-shirt blanc sous les lampes à lumière noire des boîtes de nuit par exemple !
Cette lumière bleue vient du traitement au TiO2, un agent azurant utilisé pour rendre les mouchoirs et vêtements bien blanc lumineux et non ternes. Un microscope équipé d’un filtre bleu et d’une caméra permet donc de prendre en photo ces fibres qui ne font qu’environ 10 μm de largeur, soit 7 à 8 fois moins que l’épaisseur d’une feuille de papier standard.

Source : © Richard Wheeler (Zephyris)

Pour faire notre logo nous avons utilisé uniquement des images libres de droit, sous la license Creative Commons CC0. Malheureusement, il est extrêmement difficile voire impossible d’obtenir des informations fiables et précises sur les conditions de prise de vue ou leur origine, c’est pourquoi nous ne pouvons pas vous en dire beaucoup plus à leur sujet. Néanmoins si vous voulez voir d’autres images ou même des vidéos d’éruptions solaires vous pouvez vous rendre ICI.

Lorsque ce liquide nématique refroidit, il effectue ce qu’on appelle une transition de phase. À haute température, la phase est liquide: toutes les molécules du fluide sont orientées de manière aléatoire et indépendante. On dit alors que le liquide possède une symétrie “d’invariance par rotation” car toutes les directions sont équivalentes pour les molécules. Lorsqu'il refroidit, il passe à l'état nématique où les molécules du fluides se figent à peu près parallèle les unes aux autres. On a alors perdu la propriété d’invariance par rotation, car chaque molécule a désormais une direction bien définie : c'est ce qu'on appelle une brisure spontanée de symétrie.

Si la transition de phase est brusque, comme ça a été le cas dans le cliché montré, les molécules peuvent se retrouver alignées de manière radiale dans un plan (voir la seconde image, qui montre la direction choisie par chacune des particules en bleu). Dans ce cas, il y a un point où aucune direction ne peut être choisie, ici au centre de l'image. C'est ce qu'on appelle un défaut topologique. Les molécules juste au dessus et en dessous de ce plan vont adopter une direction similaire, si bien qu'il va y avoir un autre défaut topologique au dessus et un en dessous. De proche en proche, une ligne de défauts topologique va se former : c'est ce qu'on appelle une ligne de vortex et ce sont les lignes qu'on observe sur le cliché.
Pour avoir une métaphore sur les brisures de symétries, rendez-vous ici.
L'intérêt de telles expériences de physique simple est leur caractère universel. En effet, des brisures de symétries associées à des transitions de phases sont attendues lors des premiers instants de l'Univers. Via un mécanisme similaire, on s'attend à ce que l'Univers primordial contienne lui aussi des défauts topologiques linéaires, qu'on appelle cordes cosmiques !

Cette image vous a été proposée par Erwan Allys, thésard en 3e année à l'IAP via la collaboration avec la commission jeune de la SFP , un grand merci à lui.

Source : Isaac Chuang, Ruth Durrer, Neil Turok et Bernard Yurke. Cosmology in the Laboratory: Defect Dynamics in Liquid Crystals. (Article paru dans Science)

Vous avez 13 minutes et aimez les vidéos des années 70 ?? Alors n’hésitez pas et regardez celle faite par le CNRS !

Vous préférez lire ? Voici quelques informations utiles :

Ce four solaire situé dans le Sud de la France fut mis en service en 1970 pour la recherche scientifique et industrielle. Il permet d’atteindre des températures supérieures à 3000°C grâce au Soleil et à des miroirs. Ses 63 miroirs plans (chacun composé de 180 glaces carrées) tournent d’Est en Ouest pour accompagner la course du Soleil et ainsi réfléchir ses rayons sur l’immense miroir concave de 2500m2 orienté plein Sud et composé de plus de 9000 glaces courbes. Celui-ci va focaliser tous les rayons en un même point, le foyer, situé dans une tour en face et protégée de portes réfléchissantes en aluminium qui peuvent servir de diaphragme, permettant de régler la quantité de lumière arrivant sur l’échantillon.

L’avantage du four solaire est multiple : il permet d’atteindre des températures très élevées “gratuitement” (on ne produit pas l’énergie mais n’oubliez pas qu’il faut bien s’occuper du matériel) et surtout il permet de chauffer des échantillons proprement, c’est-à-dire sans risque de contamination par un creuset et un four classique, ce qui est souvent crucial en recherche scientifique.

Source : Photos par Jean Michel DHAINAUT

Cette momie vieille de 3 300 ans a été exhumée en Egypte en 2016 par une équipe française. Actuellement, seul une douzaine de momies tatouées ont été découvertes à travers le monde et celle-ci a la moitié supérieure de son corps entièrement recouverte de tatouages. Sur la #MSciPic sont représentés deux babouins de part et d’autre, ainsi que trois Yeux Oudjat. Les babouins sont des animaux figuratifs alors que les Yeux Oudjat (œil du dieu faucon Horus) sont un symbole protecteur et religieux.

Parmi les tatouages se trouvent deux représentations d'Hathor : une vache avec une couronne hathorique et un collier-menat, et un manche à tête d'Hathor. Dans la mythologie égyptienne, Hathor est la déesse de la Joie, l’Amour et la Danse. Elle “favorise toute Vie aussi bien animale, humaine que végétale”. Les chercheurs ayant découvert la momie supposent que l’utilisation de tatouages était liée à la pratique du culte religieux de cette déesse et que la momie pouvait être une musicienne, une chanteuse ou une prêtresse. Évidemment, il ne s’agit que de spéculations.

Si vous souhaitez des informations supplémentaires sur les étapes de momification, c’est par ici.

Source : Anne Austin, Mission IFAO

Creux ou bosses ? Ces gouttelettes sèment le trouble dans notre esprit... La confusion est sans doute due à un effet d’optique : les angles de prise de vue et de la lumière incidente sont tels que seul les bordures des gouttes sont visibles, il n’y a aucune réflexion de la lumière sur le haut de la goutte qui est donc invisible. Notre cerveau peut alors interpréter au choix cette image comme des creux ou des bosses (mais pourquoi on voit plutôt l’un que l’autre je ne saurais l’expliquer, nous sommes à la recherche de personnes en sciences sociales et cognitives pour nous éclairer !).

Et sinon pour ceux qui se poseraient la question, ces gouttes n’ont pas une jolie forme sphérique à cause de la surface sur laquelle elles reposent, c’est d’ailleurs tout le jeu de l’artiste Ehab Behairy, qui a réalisé ce projet en collaboration avec Yasmine Yusuf. Vous pouvez retrouver d’autres photographies avec différentes lumières et surfaces sur sa page.

1) Cette fissure a été détectée lors d’une mission “IceBridge” de la NASA. Ce glacier a déjà perdu 388 km carrés de sa surface lors de ruptures en 2010 et 2012, soit plus de trois fois la superficie de Paris. La fissure actuelle pourrait entraîner la formation d’une île de 129 à 181 km carrés.

2) Cette photo est le résultat du travail de Maurice Mikkers qui a observé différents types de larmes (psychiques, réflexes et basales) afin de déterminer s’il y avait une différence de structure entre elles.

3) Ces travaux ont été réalisés par une équipe japonaise afin d’étudier la dynamique des microgouttes sur une surface d’eau chaude. Cette expérience a permis de mettre en évidence la lévitation des microgouttes au dessus de la surface de l’eau mais aussi que plus l’eau est chaude, plus il y a de microgouttes. De quoi mieux comprendre les membranes de vapeur blanche que vous pouvez observer à la surface de votre thé !

4) Rendez-vous sur notre site pour revoir l’article d’Ulysse sur cette efflorescence de microalgues

Internet est en gros une vaste constellation de réseaux interconnectés, il est donc possible de représenter par des lignes les chemins de routage, c’est-à-dire les chemins sélectionnés par les routeurs pour acheminer les données d'un expéditeur jusqu'à un ou plusieurs destinataires.

Cette image, créée en 2003, a nécessité une semaine de collecte de données et un à trois jours de traitement.

Source : Barrett Lyon / The Opte Project

Il s'agit donc d'une image de tissu humain (incisura angularis) obtenu en microscopie non linéaire. Deux mesures sont faites ici en parallèle : l’auto-fluorescence à deux photons (en vert) qui permet d'identifier des amas de protéine, sur cette image des fibres de collagène en majorité. Le signal Raman cohérent Anti-stokes (CARS, Coherent Anti-stokes Raman Signal) en orange permet de visualiser les zones contenant beaucoup de molécules qui possèdent certains groupements chimiques, ici le CH2 et le CH3, qui sont des indicateurs de la présence de lipides. Pour faire simple : les zones oranges montrent des « boules de gras » (cellules adipeuses) tandis que les zones vertes montrent des fibres de protéines.

En utilisant ces facteurs de contrastes issus de l'optique non linéaire nous pouvons donc obtenir des informations histologique des tissus, c’est à dire une information sur la composition chimique et l’organisation spatiale de ceux-ci, et ce in vivo. À terme, de telles techniques pourraient trouver leur application en médecine en facilitant l'étude de tissu biologique ou même en donnant aux chirurgiens un outil de visualisation en temps réel du tissu qu'ils opèrent.

Source : Barbara Sarri et Rafaël Canonge