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On a manqué de temps pour tout voir, on ne s'attendait pas à temps d'espèces, une visite très agréable qu'on va répéter l'an prochain.
Des physiciens britanniques ont récemment accouché d’une nouvelle théorie sur les interactions entre la matière et la lumière au niveau quantique, et ces travaux ont aussi fait émerger une très intéressante : pour la première fois, ces chercheurs ont réussi à définir la forme précise d’un photon isolé.
Les photons, ce sont les particules qui servent de vecteur à la force électromagnétique, et par extension, à la lumière visible grâce à laquelle nous sommes capables de visualiser notre environnement. Mais même s’ils sont incroyablement abondants, ce sont des objets qui, paradoxalement, sont encore loin d’être parfaitement compris par les physiciens.
La façon dont ils interagissent avec la matière, en particulier, est extrêmement complexe. Pour en appréhender toutes les nuances, il faut d’abord réussir à conceptualiser puis à associer une myriade de phénomènes souvent très difficiles à manipuler, notamment parce qu’une grande partie d’entre eux se déroulent dans le domaine quantique.
« La nature de ces interactions ouvre des possibilités infinies par rapport à l’existence et à la propagation de la lumière à travers son environnement. Ces possibilités illimitées rendent les interactions exceptionnellement difficiles à modéliser, et c’est un défi que les physiciens quantiques cherchent à relever depuis plusieurs décennies », expliquent les auteurs de l’étude dans un communiqué de l’Université de Birmingham.
Un nouveau cadre théorique sur le comportement des photons
Pour simplifier l’équation, ces chercheurs ont donc décidé de regrouper toutes ces possibilités dans quelques ensembles bien définis. Grâce à cette approche, ils ont réussi à établir un modèle certes simplifié par rapport à la réalité, mais tout de même cohérent et très complet : il décrit non seulement la relation entre le photon et l’objet qui l’émet, mais aussi le comportement de l’énergie qui résulte de ces interactions.
Il s’agit donc de travaux importants, car ils permettent de définir précisément comment ces particules exceptionnellement importantes interagissent avec les différents éléments de leur environnement.
« Ces travaux nous aident à approfondir notre compréhension de l’échange d’énergie entre la lumière et la matière », explique Benjamin Yuen, co-auteur de l’étude. « Il y a de nombreux signaux que l’on considérait auparavant comme du simple “bruit”, mais qui contiennent en fait énormément d’informations auxquelles nous pouvons désormais donner du sens », se réjouit-il.
Par extension, cette étude défriche donc de nouvelles pistes que les physiciens pourront emprunter pour faire progresser des disciplines comme la physique quantique ou la science des matériaux. Les auteurs citent notamment des « nouvelles technologies nanophotoniques » qui pourraient « changer notre manière de communiquer, de détecter des pathogènes, ou encore de contrôler des réactions chimiques à l’échelle moléculaire ».
Le premier portrait-robot d’un photon
En parallèle, ces travaux ont aussi fait émerger une autre nouveauté relativement anecdotique dans le contexte de ces travaux, mais néanmoins fascinante : pour la première fois, les auteurs ont réussi à modéliser la “forme” d’un photon. Dans leur papier de recherche, ils présentent en effet une forme vaguement circulaire qui fait un peu penser à une cellule vue au microscope, entourée d’un étrange halo en forme d’étoile.
Ce concept de “forme” d’un photon est assez perturbant au premier abord. À l’inverse des neutrons et des protons qui constituent les atomes, les photons ne sont typiquement pas décrits comme des objets physiques. Contrairement à ces derniers, il faut passer par plusieurs couches d’abstraction pas toujours très intuitives pour les étudier.
En effet, on considère généralement que les photons n’existent qu’à travers leurs interactions ; ils sont régulièrement décrits comme des ondes plutôt que comme des particules tangibles (voir la notion de dualité onde-corpuscule). Par extension, la plupart des modèles physiques leur attribuent une masse nulle, et considèrent qu’ils n’ont pas de taille ou de forme bien définie.
Physique : l’étau se resserre autour de la masse de la lumière
Comment les auteurs ont-ils donc réussi à visualiser une forme qui, selon ces interprétations, n’existe tout simplement pas ? Pour le comprendre, il faut reconsidérer la définition même de la forme. Car ici, nous ne parlons pas des frontières d’un objet matériel comme une sphère ou un cube ; il s’agit plutôt d’une question de répartition d’énergie.
Pour visualiser cette notion, on peut l’aborder en faisant un détour par le monde de la musique. Chaque note (Do, Ré, Mii…) est construite autour d’une fréquence fondamentale qui détermine sa hauteur. Mais elle est rarement seule : la fréquence fondamentale est presque toujours accompagnée d’autres fréquences plus discrètes que l’on appelle les partiels, et ce sont eux qui déterminent les autres paramètres d’un son — comme son timbre. C’est précisément à cause de ces partiels qu’un do joué par un piano est beaucoup plus riche que celui qui sort d’un diapason, par exemple ; la répartition de ces fréquences change la manière dont l’onde sonore interagit avec nos tympans.
De la même façon, l’énergie des photons est distribuée sur plusieurs modes de fréquences différents. Comme avec une note de musique, cette répartition joue un rôle crucial dans la manière dont le photon interagit avec son environnement, et notamment avec les champs électriques.
En d’autres termes, cette image ne représente pas une forme physique que l’on pourrait toucher ou observer au microscope. La « forme » en question est en fait une carte de la distribution de l’énergie véhiculée par le photon sur différentes fréquences du spectre électromagnétique ; c’est une manière de représenter visuellement le résultat des interactions entre le photon et la matière qui sont décrites dans le modèle des chercheurs (voir plus haut).
Quoi qu’il en soit, il s’agit tout de même du premier portrait d’un photon. Et même s’il ne s’agit que d’une représentation abstraite, il sera très intéressant de garder un œil sur les travaux ultérieurs qui se serviront de ce nouveau cadre théorique pour faire avancer des disciplines fascinantes telles que la physique quantique.
On a manqué de temps pour tout voir, on ne s'attendait pas à temps d'espèces, une visite très agréable qu'on va répéter l'an prochain.
Avec ses 670 hectares, entre terre et mer, et ses 14 km de côtes bordées par l’Atlantique, le Fier d’Ars et les marais salants, la presqu’Ile de Loix est reliée au reste de l’Île de Ré par deux pistes cyclables, celle du port longeant la mer et offrant à chaque virage un regard et des lumières différentes sur Loix.
Très peu de marais salants étaient exploités sur l’île avant 1375, mais à Loix, quelques-uns ont été aménagés au sud du village par les religieux de l’Abbaye de saint-Michel-en-l’Herm, permettant la création de la paroisse en 1379. L’exploitation salicole connaît un véritable essor au début du XVe siècle grâce à l’endiguement des parcelles prises sur le domaine maritime. Si au XIXe siècle, les sauniers étaient plus de 1000, il n'en reste aujourd'hui qu'une centaine. Ils y récoltent l’or blanc, notamment la délicate fleur de sel à l’odeur de violette et dont la couleur rosée contraste avec celle du gros sel, teinté par la terre argileuse du marais.
A l’extrémité du village, la Pointe du Grouin se loge une petite plage en forme d’anse aux eaux calmes et claires surveillées en été, le fort du Grouin surplombant les lieux et rehaussant le caractère pittoresque de ce havre de paix (cf. wikipédia).
Public domain photo of a street musician in the mid-nineteenth century that was altered with the Photoshop paintbrush, then the Alien Skin Exposure X2 plug-in (noise reduction adjustment), then the Topaz DeNoise plug-in, then the Alien Skin Exposure X2 plug-in (Ilford Delta HP5 Plus 400 effect), then the Topaz Clarity plug-in (contrast boost edgy effect; base image), then the Topaz Impression plug-in on the base image (color sketch 1 type 14 effect; color sketch image), then the Topaz Impression plug-in on the base image (custom chalk and charcoal preset type 8; chalk and charcoal image), then the color sketch image was overlaid and merged with the chalk and charcoal image, then the Alien Skin Exposure X2 plug-in (dodging), then the Photoshop paintbrush, then Topaz Clarity plug-in (desaturated warm edge effect), then the Topaz Detail plug-in (feature enhancement effect), then the Photoshop paintbrush, then the Alien Skin Exposure X2 plug-in (dodging and vignette effect), and then the Photoshop paintbrush. Public domain image by Jean-Baptiste Gustave Le Gray courtesy of the Metropolitan Museum of Art's Open Access program.
Bei Bei, the male Panda Cub (Born: August 22, 2015); Smithsonian's National Zoo, Washington DC. [DSC_0283]
Public domain photo of Shanklin Chine on the Isle of Wight in England in the late nineteenth century that was altered with the Topaz DeJPEG plug-in, then the Topaz DeNoise plug-in, then the Topaz Detail plug-in (winter landscape effect), then the Topaz ReStyle plug-in (teal skies and setting sun effect), then the Topaz Lens Effects plug-in (graduated violet effect), then Topaz ReMask, then the Topaz Adjust plug-in (clarity effect), then the Topaz Impression plug-in (van Gogh 2 type 12 effect), and then the Alien Skin Exposure plug-in (color and tone changes as well as vignette effect). Public domain image courtesy of the Library of Congress.
Bienvenue au Domaine de Courances
Situé à moins d'une heure de Paris, au cœur du Gâtinais, le Domaine de Courances s’étend sur 86 hectares, cerné par l'eau, les arbres et le ciel. Tout est à découvrir, au fil des saisons : le Château, les Jardins, la Foulerie, le Potager... Laissez-vous inspirer par ces lieux de charme et d'histoire.
Le musée national du Bardo est un musée de Tunis. C'est l'un des plus importants musées du bassin méditerranéen et le second musée du continent africain après le musée égyptien du Caire par la richesse de ses collections. Il retrace l'histoire de la Tunisie sur plusieurs millénaires et à travers plusieurs civilisations par le biais d'une large variété de pièces archéologiques.
Les collines de l'arrière pays du Bourg de Bois Chéri sont couvertes de vastes plantations de théiers, le domaine ayant 250 hectares (l'usine produisant la moitié du thé mauricien). Les femmes qui s'y livrent à la cueillette en récoltent jusqu'à 40 tonnes par jour (cf. Guide du routard).
Domaine Enchanteur de la Forêt Perdue. 15 kilomètres de sentiers glacés en forêt. L'endroit ou je passe mes hivers.
He’s such a sweet kitty that he is hard to photograph, because he always wants to be so close. But I managed to catch him sitting by the creek, surveying his domain.
Pionnière de l’art technologique, Fujiko Nakaya exprime à travers ses œuvres éphémères, sa fascination pour les phénomènes naturels qui se forment et se déforment constamment et tente de renouer le dialogue entre le public et la nature.
Montrer l’intérieur d’un nuage, reproduire sur la peau la sensation des gouttelettes qui le composent, tel est le dessein de Fujiko Nakaya, créatrice inspirée d’oniriques brouillards. "Je crée une scène pour y laisser la nature s’exprimer" explique t-elle. "Je suis une sculpteuse de brume, mais je n’essaie pas de la modeler. L’atmosphère est le moule, le vent est le burin."
Poétiques, les installations de l’artiste sont cependant le fruit d’un long travail d’ingénierie et de subtile collaboration avec l’eau, l’air et même le temps. Elle modèle les éléments, jouant avec l’ombre et la lumière, à la manière du travail vidéographique. Elle opère à partir de brumisateurs d’eau potable à haute pression qui pulvérisent de minuscules gouttelettes, qui s’exhalent en fines brumes volatiles. Elle calcule ensuite les arrivées et fermetures d’eau, module l’orientation des buses, utilise des ventilateurs destinés à accélérer le mouvement ou des éclairages qui chauffent l’atmosphère et génèrent des courants de brouillard verticaux.