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Les percées scientifiques de 2012

Publié par wikistrike.com sur 31 Décembre 2012, 09:02am

Catégories : #Science - technologie - web - recherche

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La couverture de Science
Les percées scientifiques de 2012

 

  Un boson de Higgs, un engin posé sur Mars, de l’ADN d’homme préhistorique… voici quelques-unes des avancées scientifiques et technologiques de l’année 2012, selon un choix tout à fait subjectif.

La vedette, c’est le boson de Higgs. La revueScience, qui consacre traditionnellement sa dernière livraison de décembre aux «percées de l’année», a donc fait sa Une avec ce fameux boson. Les bosons sont les particules porteuses de forces (électromagnétisme, interactions nucléaires.) qui relient les particules de matière, dites fermions. La découverte du boson de Higgs, annoncée début juillet par les équipes du Cern, le laboratoire européen de physique des particules installé sous la frontière franco-suisse près de Genève, couronnait une quête semi-séculaire. Et se présentait comme une sorte de triomphe de la démarche initiée après guerre, lorsque les physiciens se sont mis à casser de plus en plus menu les composants de la matière pour savoir ce qu’elle recelait.

Dans cette marche, qui a permis de construire un modèle qui, avec 12 particules élémentaires seulement, explique toute la matière du cosmos, les physiciens sont tombés sur un os. Cet os, c’est la masse des particules de matière, qui dans leurs équations était nulle. A l’inverse de l’évidence. D’où l’invention simultanée, par trois physiciens, Englert, Brout et Higgs, du boson dit ensuite de Higgs, qui, en permettant l’interaction des particules avec le champ associé à ce boson, leur confère une masse.

Inventé il y a plus de quarante ans, cette particule a longtemps échappé aux physiciens. Il fallait pour la «produire» et la détecter construire le Large Hadron Collider, un collisionneur de protons de 27 kilomètres de circonférence. Une machine gigantesque, unique au monde, pour laquelle tous les pays disposant de physiciens travaillant sur le sujet se sont cotisés, même si l’Europe a joué le rôle du leader scientifique et technologique.

SIX MILLIONS DE MILLIARDS DE COLLISIONS

Michel Spiro, alors président du Cern, expliquait ainsi les conséquences conceptuelles de cette découverte : «La masse ne serait donc plus une propriété intrinsèque mais une propriété partagée entre les particules et le vide. Et cette interaction aurait une histoire. Notre théorie, confortée par la découverte du boson de Higgs, dit en effet que, lorsque l’Univers tout entier était très dense et très chaud, quelques instants après le Big-Bang, cette viscosité n’existait pas… toutes les particules étaient CERN_LHC_Tunnel1CERN_LHC_Tunnel1dénuées de masse et beaucoup plus semblables les unes aux autres. La température qui correspond à ce seuil est très élevée, chaque particule de l’Univers avait alors une énergie d’environ 1000 GeV» (un Gev égale un milliard d’électronvolts).

Aujourd’hui, le LHC poursuit son exploration de la matière et les physiciens attendent avec impatience le printemps, lorsque les résultats des collisions enregistrés depuis juillet dernier seront publiés. Ils n’ont fait qu’apercevoir le boson de Higgs, et, au fur et à mesure qu’ils en découvrent les détails, espèrent découvrir les traces d’une nouvelle physique, capable de résoudre les énigmes de leurs théories. Aujourd’hui, le LHC est à l’arrêt. Dans ses entrailles, plus de six millions de milliards de collisions entre protons (le noyau atomique de l’hydrogène) ont été réalisées, d’où environ 400 signatures de bosons de Higgs ont été extraites.

En 2013 La machine recommencera à fonctionner avec des collisions d’un nouveau genre, entre protons et des ions de plomb afin de recréer une «soupe chaude de particules» proche de celle du Big-Bang. Puis, durant deux ans, les ingénieurs et techniciens vont renforcer des équipements qui permettront au LHC de fonctionner, «en 2015» annonce le Cern, à la puissance prévue au départ, 13 milliards d’électronvolts.

DE L’ADN D’HOMME PRÉHISTORIQUE

Pour la revue Science, toutes les disciplines scientifiques ont eu leurs percées. En préhistoire, c’est l’étude de l’ADN d’un homo sapiens qui vivait il y a 50.000 ans en Sibérie. Un exploit technique tant l’ADN ancien est altéré. C’est un jeune chercheur en post-doctorat, Matthiaz Meyer, à l’Institut Max Planck d’Anthropologie de Leipzig, qui a trouvé la solution et permis de disposer du génome d’une jeune Extraction d'ADN ancien pour l'homme préhistorique DenisovienExtraction d'ADN ancien pour l'homme préhistorique Denisovienfemme dont les ossements ont été trouvés dans la grotte de Denisova. Et c’est avec seulement six milligrammes d’un os de doigt qu’il a pu récupérer 99,9% de son génome. Et donc montré que cette jeune femme avait, par exemple, les yeux et les cheveux bruns et une peau brune. Son étude a ensuite montré que les populations du Sud-Est de l’Asie ont hérité 3% de leur génome nucléaire des Dénisoviens.

L’année 2012 a aussi vu le robot mobile Curiosity se poser sur Mars. Déposé par des filins supportés par une sorte de grue volante, Curiosity a presque la taille d’une twingo. Depuis son arrivée, les astronavigateurs de la Nasa la font progresser avec prudence sur le sol martien, à la recherche des traces géologiques de son passé ancien. Ses caméras, laser, spectromètres, four à cuire les échantillons pour en étudier les gaz… fonctionnent à merveille. Alimenté par dispositif au plutonium, il dispose de plus d’énergie que les rovers précédents et devrait pouvoir travailler deux ou trois ans. Pour l’instant, malgré les rumeurs, aucune découverte majeure à se mettre sous la dent.

CELLULES SOUCHES ET OEUFS DE SOURIS

Couverture Nature EncodeCouverture Nature EncodeEn génétique humaine, les premiers résultats du programme ENCODE, qui frise les 300 millions d’euros, ont pris la forme de 30 articles publiés simultanément dans des revues scientifiques en septembre dernier. Un flux d’informations énorme sur le fonctionnement de notre génome et non seulement de nos gènes. Il permet de conclure que la majorité de l’ADN, qualifié auparavant de «poubelle» car il ne comporte pas de gènes, participe en réalité au fonctionnement de ces derniers. Au total «80% du génome est biochimiquement actif», concluent les biologistes. Mais ce résultat a également déclenché une discussion. Ce déluge d’information est-il pertinent ? Permet-il de mieux comprendre le génome ? Pas certains, avancent des critiques qui réclament une révolution conceptuelle de la génétique.

Les biologistes seront toutefois d’accord pour souligner une autre avancée: la production d’œufs à partir de cellules-souches embryonnaires. Cela fait plus de dix ans que des équipes tentaient d’y parvenir. C’est une équipe japonaise qui l’a fait. En 2011 elle avait déjà obtenu des spermatozoïdes avec des cellules souches embryonnaires mâles. En 2012, des cellules souches embryonnaires femelles ont donné des ovocytes. Mélangés, les deux cellules germinales ont donné un œuf, implanté chez des souris de laboratoire qui ont engendré des petits souriceaux.

LES CALOTTES FONDENT, LA MER MONTE

L’une des percées en science du climat résout un dilemme remontant aux années 2005-2007. A l’époque, les rédacteurs du GIEC - le Groupe d’expert intergouvernemental sur l’évolution du climat - hésitent à modifier les chiffres du niveau futur des océans, dans un climat réchauffé. Une hésitation qui sera ensuite stigmatisée par James Hansen, l’un des climatologues les plus respectés par son travail sur la mesure des températures moyennes de la planète. Le souci provenait des calottes polaires. De premiers signes d’une accélération de leur course à la mer et de la fonte de l’inlandsis du Groënland étaient visibles sur les relevés des satellites. Toutefois, les incertitudes étaient si grandes que les rédacteurs, prudents, avaient décidé de n’en pas tenir compte. En 2012, plusieurs études (1) sont venues réduire cette incertitude, en améliorant le traitement des données satellitaires, altimétrique et de gravimétrie. Il semble désormais acquis que la perte de masse des calottes polaires s’accélère depuis les années 1990 et va élever le niveau marin au-delà des prévisions du rapport publié en 2007 par le GIEC.

Megasoma elephasMegasoma elephasParmi les mystères subsistants, le nombre d’espèces (de petites bêtes et unicellulaires surtout) peuplant la Terre demeure très mal connu. Une équipe de 102 chercheurs de 21 pays coordonnée par Yves Basset (Smithonian Institute), Bruno Corbara (Université Blaise-Pascal, Cnrs) et Hector Barrios (Universidade de Panamà) vient d’apporter une contribution remarquable à cette enquête (2). Entre 2003-2004, l’équipe a collecté des arthropodes à tous les étages (du sol à la canopée) dans la forêt tropicale de Panama. Résultat : 130 000 arthropodes de 6 000 espèces différentes. Par extrapolation, la forêt étudiée devrait héberger 25 000 espèces d’arthropodes. Une indication de la richesse en biodiversité qu’il reste à découvrir et étudier.

(1) Surtout A. Shepherd et alScience du 30 novembre/2012.

(2) Y. Basset et alScience du 14 décembre 2012.

Source: Libération

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