M. Karam Ouharou

L'asymétrie matière-antimatière est l'un des plus grands mystères de l'univers. Selon les lois fondamentales de la physique, l'Univers devrait contenir une quantité égale de matière et d'antimatière, mais nous observons une nette prédominance de la matière. Comprendre l'origine de cette asymétrie est un défi majeur de la physique contemporaine. Une recherche approfondie est nécessaire pour percer ce phénomène fondamental, qui remet en question nos connaissances sur les interactions fondamentales et l'évolution de l'Univers. Contexte théorique : Selon le modèle standard de la physique des particules, l'asymétrie matière-antimatière pourrait être expliquée par des processus de violation de symétrie connus sous le nom de violation de CP (violation de la symétrie de charge et de parité). Cependant, les niveaux de violation de CP prédits par le modèle standard sont bien trop faibles pour expliquer l'ampleur de l'asymétrie observée. Par conséquent,...

L'informatique quantique, un domaine émergent de recherche prometteur, repose sur les propriétés uniques des particules subatomiques pour réaliser des calculs puissants. Dans cette quête pour exploiter pleinement le potentiel de l'informatique quantique, une nouvelle avancée importante a été réalisée : la manipulation de deux électrons dans un jeu complexe d'interactions quantiques. Une équipe de chercheurs (Mon équipe à CERN) a récemment publié les résultats de leur étude dans la prestigieuse revue scientifique Nature Communications. Ils ont réussi à créer une configuration expérimentale novatrice dans laquelle deux électrons sont en interaction étroite, formant ainsi un système quantique intriqué. Pour comprendre cette avancée, il est essentiel de saisir le concept d'intrication quantique. L'intrication se produit lorsque deux particules subatomiques, telles que des électrons, sont intimement liées et ne peuvent pas être décrites indépendamment l'une de l...

Le cosmos, en tant que laboratoire d'expérimentation, offre une singularité propice à la vérification des lois fondamentales de la physique, en particulier celles formulées par Euler et Einstein. La théorie d'Euler décrit les mouvements des objets célestes, tandis que celle d'Einstein se penche sur la manière dont ces objets déforment l'espace-temps de l'Univers. Depuis les découvertes majeures concernant la matière noire et l'accélération de l'expansion de l'Univers, la validité de ces équations est remise en question : sont-elles en mesure d'expliquer ces phénomènes mystérieux ? Une équipe de chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) a mis au point une méthode novatrice permettant d'évaluer leur efficacité. Cette méthode prend en compte une mesure jusqu'alors inutilisée : la distorsion du temps. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Nature Astronomy. Les théories formulées respectivement par Leonhard Euler (1707-178...

Particules se déplaçant plus vite que la lumière : Mythe ou réalité scientifique ? Depuis des décennies, la vitesse de la lumière a été considérée comme une limite infranchissable dans l'univers de la physique. Cependant, des théories et des expériences récentes ont suscité des débats intenses au sujet de l'existence de particules capables de se déplacer plus rapidement que la lumière. Cette recherche examine les preuves, les théories et les implications scientifiques de ces prétendues particules. La relativité restreinte, énoncée par Albert Einstein au début du XXe siècle, établit que la vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle, célébrée sous le symbole "c". Cette théorie est soutenue par de nombreuses expériences et observations. Elle a également conduit à la célèbre formule, où l'énergie (E) est équivalente à la masse (m) multipliée par le carré de la vitesse de la lumière (c). Malgré la robustesse de la relativité restreinte, c...

The problem of the cosmological constant has perplexed physicists for decades, presenting a formidable challenge in our understanding of the fundamental nature of the universe. It stems from a deep conundrum concerning the nature of vacuum energy and its implications for the dynamics of cosmic expansion. To fully appreciate the intricacies of this problem, one must delve into the realms of quantum field theory, general relativity, and cosmology, as these domains intertwine in a complex interplay of concepts and mathematical formalism. In the realm of quantum field theory, the vacuum is not an empty void, but a seething sea of fluctuating fields. These fields, governed by the principles of quantum mechanics, give rise to virtual particles that pop in and out of existence, constantly interacting and influencing the behavior of the vacuum. As a consequence, the vacuum energy is expected to possess a non-zero value, resulting in what is known as vacuum fluctuations. Enter general relativit...

Coherent Simulation of Correlated Electron Systems using Hole Spins in Germanium Quantum Dots   Abstract: Simulating condensed matter systems beyond the capabilities of classical computers is a promising avenue for advancing our understanding of quantum phenomena. Quantum dots and donors in semiconductor technology offer a natural platform for implementing quantum simulation. While various material platforms have been explored for studying interacting charge and spin states, the challenge of decoherence has limited the realization of coherent quantum dynamics. In this study, we introduce quantum simulation using hole spins in germanium quantum dots, showcasing extensive and coherent control over multi-spin states in isolated, paired, and fully coupled quantum dots. Specifically, we focus on simulating resonating valence bonds (RVBs) and measure the evolution between singlet product states, which remains coherent over many periods. Additionally, we demonstrate the realization of fou...

Unveiling the Ferricyanide Photo-aquation Pathway through Cutting-Edge Spectroscopy Techniques Abstract: Reliably identifying short-lived chemical reaction intermediates is crucial to elucidate reaction mechanisms but becomes particularly challenging when multiple transient species occur simultaneously. Here, we report a femtosecond x-ray emission spectroscopy and scattering study of the aqueous ferricyanide photochemistry, utilizing the combined Fe Kβ main and valence-to-core emission lines. Following UV-excitation, we observe a ligand-to-metal charge transfer excited state that decays within 0.5 ps. On this timescale, we also detect a hitherto unobserved short-lived species that we assign to a ferric penta-coordinate intermediate of the photo-aquation reaction. We provide evidence that bond photolysis occurs from reactive metal-centered excited states that are populated through relaxation of the charge transfer excited state. Beyond illuminating the elusive ferricyanide p...

Magnetic Flux Trapping in Hydrogen-Rich High-Temperature Superconductors Unlocking the Mysteries of Enhanced Performance Abstract : Recent discoveries of superconductivity in various hydrides at high pressures have shown that a critical temperature of superconductivity can reach near-room-temperature values. However, experimental studies are limited by high-pressure conditions, and electrical transport measurements have been the primary technique for detecting superconductivity in hydrides. Here we implement a non-conventional protocol for the magnetic measurements of superconductors in a SQUID magnetometer and probe the trapped magnetic flux in two near-room-temperature superconductors H 3 S and LaH 10 at high pressures. Contrary to traditional magnetic susceptibility measurements, the magnetic response from the trapped flux is almost unaffected by the background signal of the diamond anvil cell due to the absence of external magnetic fields. The behaviour of the trapped ...

Unleashing High-Temperature Superconductivity Under Extreme Pressure In the quest for pushing the boundaries of superconductivity to higher temperatures, researchers have turned their attention to hydrides, a class of materials that hold immense promise. While the potential of hydrides to exhibit high-temperature superconductivity is undeniable, it is worth noting that achieving such states requires subjecting these materials to extreme pressures. However, recent breakthroughs in experimental protocols have introduced a magnetic route that enables the detection and study of superconductivity in hydrides, making them compatible with high-pressure devices. Superconductivity, a fascinating phenomenon where electrical resistance drops to zero, has long been a subject of intense scientific pursuit. The discovery of conventional superconductors, such as mercury and lead alloys, opened the doors to a wide range of technological advancements. However, these materials exhibit superconductivity ...

 Laser Cooling - A New Frontier Explored in Anion Cooling The field of laser cooling has witnessed remarkable advancements in recent years, particularly in the cooling of neutral and positively charged ions. However, one significant area that has remained largely unexplored is the cooling of anions. Breaking new ground in this field, scientists have now achieved laser-induced evaporative cooling of negatively charged molecules, opening up a new frontier of possibilities. Laser cooling is a groundbreaking technique that involves using laser beams to reduce the thermal motion of particles, thereby reaching extremely low temperatures. This method has revolutionized the study of atomic and molecular physics, leading to numerous breakthroughs and enabling researchers to explore quantum phenomena with unprecedented precision. Conventionally, laser cooling techniques have been primarily applied to neutral atoms and positively charged ions due to their comparatively simpler behavior and fa...

Single-Photon Absorption and Emission from a Natural Photosynthetic Complex

 Excitonic Topological Order in Imbalanced Electron-Hole Bilayers Abstract:   Excitonic topological order, arising from the interplay of strong Coulomb interactions and the quantum confinement of charge carriers, has recently emerged as a fascinating avenue for exploring novel quantum phenomena. In this article, we delve into the concept of excitonic topological order in imbalanced electron-hole bilayers. We discuss the underlying principles, experimental observations, and potential applications of this intriguing quantum state.

 Signatures of Fractional Quantum Anomalous Hall States in Twisted MoTe2

  L'avenir des véhicules à hydrogène : Vers une mobilité propre et durable Résumé : La transition vers des solutions de transport plus propres et durables est une préoccupation majeure dans le contexte de l'évolution climatique et de la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Dans cette recherche approfondie, nous explorons les véhicules à hydrogène en tant que solution potentielle pour l'avenir de la mobilité. Nous examinons les avantages et les défis de cette technologie émergente, ainsi que les développements récents dans le domaine de l'hydrogène en tant que source d'énergie pour les automobiles. Les véhicules à hydrogène utilisent l'hydrogène comme source d'énergie pour produire de l'électricité, alimentant ainsi un moteur électrique. L'hydrogène est une source d'énergie propre et polyvalente, qui peut être produite à partir de diverses sources renouvelables. Cette recherche explore les différents aspects des...