Les Étincelles du Palais de la découverte
La médiation scientifique
Découvrez le futur Palais
Électrons et positrons de haute énergie détectés
En novembre 2024, la collaboration H.E.S.S., un réseau de télescopes installé en Namibie, a annoncé la détection des électrons et positrons cosmiques les plus énergétiques jamais observés, atteignant jusqu’à 40 téraélectronvolts. Ces résultats, publiés dans Physical Review Letters, révèlent l’existence de phénomènes cosmiques extrêmes à proximité de notre Système solaire. Les particules détectées proviendraient de sources intenses comme les pulsars, les supernovas ou les noyaux actifs de galaxies, bien que leur origine exacte reste incertaine en raison de la déviation de leur trajectoire par les champs magnétiques de l’Univers. H.E.S.S. détecte la lumière Cherenkov, un phénomène lumineux émis lorsqu’une particule traverse un milieu plus vite que la lumière dans ce même milieu. L’analyse des données a révélé une variation nette dans la distribution énergétique des électrons cosmiques, suggérant qu’un nombre restreint de sources très puissantes proches de notre Système solaire en est responsable. Ces observations, fruit d’une collaboration internationale incluant l’institut Max-Planck et le CNRS, offrent des perspectives inédites pour comprendre le fonctionnement de ces « accélérateurs de particules » naturels. ADRIEN DENÈLEPour en savoir plus : actualité de l'institut Max-Planck
Premières images d’Euclid
Euclid éclaire l’énergie sombre et la matière noire grâce à une nouvelle série de données célestes. Lors du Congrès international d’astronautique à Milan, la mission spatiale Euclid, menée par l’Agence spatiale européenne (ESA), a révélé ses premières images, qui serviront à créer une cartographie extensive de l’Univers. Cette mosaïque initiale, d’une résolution de 208 gigapixels, représente une avancée majeure dans notre compréhension de l’Univers. La collaboration Euclid rassemble 2 600 chercheurs de 18 pays, avec une forte participation du CEA Paris-Saclay. De mars à avril 2024, Euclid a observé 132 degrés carrés du ciel austral, soit plus de 500 fois la superficie de la pleine Lune. Cette mosaïque contient environ 14 millions de galaxies et des dizaines de millions d’étoiles de notre Voie lactée, fournissant des données cruciales pour étudier l’influence de la matière noire et de l’énergie noire sur l’Univers. D’autres données seront publiées en mars 2025, avec une première année de résultats cosmiques attendue pour 2026. Ce projet ambitieux vise à explorer les mystères de l’Univers, notamment la nature de l’énergie noire. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CEA
Des algorithmes pour lutter contre la désinformation
La multiplication des sources d’informations à la fiabilité douteuse est devenue un enjeu majeur. Sébastien Konieczny, chercheur au CNRS au Centre de recherche en informatique de Lens, et son équipe travaillent sur des méthodes permettant de traiter des affirmations contradictoires. Ces méthodes visent d’une part à dégager des faits plausibles en comparant de multiples affirmations sourcées, et d’autre part à réévaluer la fiabilité de ces sources en fonction de leurs déclarations. Ses travaux ont été récompensés par le titre d’EurAI Fellow 2024. Ces résultats élargissent le théorème dit du jury de Condorcet, qui suppose que chaque source est de fiabilité égale. Les travaux de son équipe permettent au contraire de tenir compte de scores de fiabilité variables pour chaque source, et de les ajuster de manière automatique. Cette approche, issue des méthodes traditionnelles de l’intelligence artificielle, pourrait aider à lutter contre la désinformation ; l’enjeu est accru avec l’avènement des I.A. génératives, dont le fonctionnement repose sur la production de textes plausibles qui ne s’appuient pas directement sur des connaissances concrètes. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Une cape d’invisibilité quantique pour les images
Une cape d’invisibilité… quantique ? C’est l’idée de chercheurs de l’institut des nanosciences de Paris, qui ont développé une technique pour dissimuler des images en les encodant dans les corrélations quantiques de photons. Cette méthode, publiée dans Physical Review Letters, repose sur l’intrication : en produisant des photons intriqués, la mesure de l’un fige instantanément l’état de l’autre. Les chercheurs ont capturé une image, puis l’ont rendue invisible en la passant dans des cristaux excités par laser. L’expérience consiste à projeter l’image à dissimuler avant d’envoyer les photons dans un cristal non linéaire. Sans le cristal, le système agit comme un appareil photo classique, produisant une image inversée de l’objet. Cependant, lorsqu’ils sont dans le cristal, les photons intriqués rendent l’image invisible aux mesures d’intensité classiques ; elle ne peut être révélée qu’en analysant les corrélations spatiales entre les paires de photons. Cette technique pourrait ouvrir la voie à de nouveaux protocoles d’imagerie et à des applications en communication et cryptographie quantiques. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Transformer le CO₂ en éthanol durable
Toute avancée est bienvenue dans la lutte contre les émissions de CO₂ dans l’air, surtout lorsqu’il s’agit de recycler celui qui est produit ! Une équipe internationale de chimistes a mis au point un nouveau catalyseur moléculaire capable de convertir sélectivement le CO₂ en éthanol, un biocarburant, de manière efficace. Les chercheurs, issus des États-Unis, des Pays-Bas, du Canada et de la France, ont innové en utilisant un complexe de fer, appelé tétraphénylporphyrine de fer, associé à une mousse de nickel. Ce catalyseur favorise la formation de liaisons carbone-carbone, permettant une conversion plus efficace du CO₂ en éthanol. Cette méthode atteint un rendement de 68 % pour l’éthanol et a démontré une stabilité de production sur plus de 60 heures. Publiée dans Nature Catalysis, cette étude représente une avancée majeure vers une production durable de carburants non fossiles. Surtout, elle permet d’éviter la création de sous-produits (comme l’acétate ou le méthane, également polluants). Cette innovation s’inscrit dans la continuité des projets de capture et de stockage du CO₂ et pourrait contribuer à réduire les émissions de carbone des secteurs industriels et des transports. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Des « nanofleurs » pour lutter contre le cancer
Des nanofleurs d’oxyde de fer contre le cancer : c’est l’idée originale de chimistes du CNRS. Les « nanofleurs » d’oxyde de fer (ou IONFs) sont des nanoparticules multicœurs dotées d’une structure particulière. Grâce à leur forme et à leurs propriétés magnétiques, elles se révèlent efficaces pour la magnéto-hyperthermie, un traitement anticancéreux. Soumises à un champ magnétique alternatif, c’est-à-dire à champ directionnel variable, ces nanoparticules génèrent de la chaleur, capable de cibler et de détruire les cellules cancéreuses. Une équipe de scientifiques des instituts de chimie de Bordeaux a optimisé la taille (allant de 10 à 30 nanomètres) et la structure des IONFs pour maximiser leur production de chaleur, en ajustant les conditions magnétiques afin d’obtenir un effet thérapeutique optimal. Cette recherche, publiée dans la revue ChemPhysChem, ouvre la voie à la production à grande échelle de ces nanoparticules pour des applications médicales. En optimisant leur fabrication, il pourrait être possible de contrôler précisément leur forme, offrant ainsi aux patients cancéreux des traitements plus personnalisés, le grand défi actuel de la lutte contre le cancer. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Comment est apparue la tête des vertébrés ?
D’où vient la « tête » ? Chez les vertébrés, cette structure est bien présente, mais elle est plus complexe à identifier chez d’autres espèces. Dans un article publié dans Nature Communications, des chercheurs du CNRS ont exploré l’origine de la tête des vertébrés en étudiant l’amphioxus, une espèce marine primitive. Ce proche parent des vertébrés possède une anatomie simple qui permet de mieux comprendre l’évolution de structures complexes. Grâce à des techniques avancées, comme le séquençage de cellules individuelles (scRNA-seq), les scientifiques ont cartographié les cellules embryonnaires de l’amphioxus et identifié une zone similaire à la « plaque préchordale », structure impliquée dans la formation de la tête chez les vertébrés. Ils ont analysé pour cela le mésoderme, une couche cellulaire formée pendant le développement embryonnaire, cruciale pour le développement musculaire et squelettique. Ce travail suggère que l’évolution de la tête résulte de la différenciation et de l’adaptation de cellules ancestrales. De quoi mieux comprendre l’apparition de la tête telle que nous la connaissons aujourd’hui. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Nouvelle avancée en optique des rayons X
Pour la première fois, des chercheurs de l’Imperial College de Londres ont observé la diffusion Raman stimulée des rayons X à partir d’eau liquide en utilisant des impulsions attosecondes. Cette étude, publiée dans Science Advances, marque une avancée significative dans le domaine de l’optique non linéaire. Dans cette nouvelle recherche, l’équipe a utilisé des impulsions d’environ 400 attosecondes avec une bande passante d’énergie cohérente supérieure à 7 électronvolts. Cela a permis d’exciter un ensemble d’états électroniques dans les molécules d’eau, et le spectre des photons émis a révélé les états excités. Ce résultat permet d’étendre l’étude des états électroniques excités de manière impulsive à des matériaux dans une phase condensée, ouvrant ainsi la voie à des méthodes spectroscopiques capables de mesurer les superpositions quantiques d’électrons sur des échelles de temps ultrarapides. De quoi explorer la dynamique électronique et les interactions dans divers domaines, tels que la chimie, la biologie photodynamique et les systèmes de capture de lumière solaire. A. D.Pour en savoir plus : communiqué de presse de l’Imperial College de Londres
Les mystères du stockage du carbone marin
Le stockage du carbone jusqu’aux organismes des fonds océaniques. Chaque année, les océans absorbent entre 5 et 10 gigatonnes de carbone de l’atmosphère grâce à des processus biologiques. Ce carbone est transporté ensuite vers les profondeurs sous forme de particules organiques, dans un processus appelé « pompe biologique à carbone ». Son efficacité dépend en grande partie des microbes et du zooplancton, mais les mécanismes exacts de ce processus restaient jusqu’ici peu compris. Pour élucider ce mystère, une équipe internationale, incluant des chercheurs du CNRS, a utilisé un dispositif innovant nommé C-RESPIRE dans six régions océaniques aux caractéristiques variées. Les résultats montrent une forte variabilité régionale : dans les 300 premiers mètres de la zone mésopélagique, les microbes n’assurent pas plus de 30 % de la dégradation du carbone organique, suggérant un rôle plus important du zooplancton à ces profondeurs. En revanche, les microbes pourraient devenir dominants dans les couches plus profondes. Ces résultats remettent en question les modèles actuels de la pompe biologique à carbone, et il est désormais nécessaire de prendre en compte la diversité des pompes biologiques régionales. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CNRS
Réduction alarmante des puits de carbone terrestres
La Terre laisse s’échapper du dioxyde de carbone de ses entrailles. C’est le constat alarmant d’une étude internationale impliquant le CEA. Cette étude révèle que l’écosystème terrestre a perdu plus de la moitié de sa capacité à absorber le dioxyde de carbone (CO₂) en 2023. Les chercheurs, notamment ceux du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), ont analysé diverses sources de données, telles que des modèles de végétation, des observations satellitaires et des émulateurs d’intelligence artificielle. Leurs résultats sont clairs : entre 2010 et 2022, les puits de carbone mondiaux (forêts, sols, végétation) ont vu leur capacité d’absorption chuter de 2,04 milliards de tonnes de carbone par an à seulement 0,44 à 0,21 milliard de tonnes en 2023. Cette perte est attribuée à des événements climatiques extrêmes, notamment les vagues de chaleur intense. Les chercheurs soulignent l’urgence de soutenir les efforts de séquestration du carbone et de protéger les puits de carbone, en réduisant drastiquement les émissions de combustibles fossiles afin d’éviter une déstabilisation supplémentaire du système climatique. A. D.Pour en savoir plus : actualité du CEA
Les extinctions d’oiseaux menacent l’écosystème
Mauvaise nouvelle pour la biodiversité aviaire. Une étude récente menée par l’université de Birmingham et l’Imperial College de Londres, publiée en octobre 2024 dans Science, révèle que les extinctions d’oiseaux causées par l’activité humaine au cours des 130 000 dernières années ont entraîné une perte considérable de la diversité fonctionnelle des oiseaux. Cette diminution signifie que de nombreuses fonctions écologiques cruciales, comme la pollinisation et la dispersion des graines, ne sont plus assurées. L’extinction de ces espèces entraîne donc la disparition de ces fonctions écologiques essentielles. Les scientifiques ont recensé l’extinction d’environ 610 espèces d’oiseaux depuis le Pléistocène supérieur, dont plus de 90 % sont attribuées aux activités humaines. L’étude montre que ces extinctions ont conduit à une perte de 7 % de la diversité fonctionnelle aviaire mondiale, un chiffre bien plus élevé que prévu. Cependant, tout n’est pas perdu : une meilleure connaissance des espèces disparues pourrait aider à préserver la biodiversité restante grâce à des actions de conservation ciblées. A. D.Pour en savoir plus : communiqué de presse de l’Imperial College de Londres
Du riz riche en protéines pour lutter contre la malnutrition
Une alternative efficace au riz doré ? L’équipe de l’institut Max-Planck, en Allemagne, a développé une nouvelle variété de riz très riche en protéines, qui peut limiter également l’augmentation des taux de sucre dans le sang. Cette avancée, publiée dans la revue PNAS, est particulièrement pertinente pour les millions de personnes souffrant de diabète et de malnutrition dans le monde, notamment en Asie et en Afrique centrale. Traditionnellement, le riz est riche en glucides, mais pauvre en protéines. L’équipe de chercheurs a identifié des gènes influençant la composition en glucides et la teneur en protéines du riz. En croisant deux variétés, ils ont réussi à créer un riz riche en protéines, sans qu’il soit considéré comme génétiquement modifié. Ils ont découvert qu’une mutation du gène sbeIIb est responsable d’une baisse significative de l’indice glycémique du riz, tout en augmentant sa teneur en amylose, un type d’amidon plus digestible. Surnommé HAHP (riche en amylose et en protéines), ce nouveau riz contient 16 % de protéines, contre seulement 2 à 8 % pour le riz traditionnel. Les chercheurs espèrent que cette innovation pourra nourrir près de 500 millions de personnes souffrant de carences en protéines. A. D.Pour en savoir plus : actualité de l'institut Max-Planck
