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...