Les optiques très prisées du FIAN
Les chercheurs et ingénieurs de l'Institut de physique Lebedev (FIAN) reçoivent du monde entier des commandes de pièces d'optique uniques en leur genre, rapporte le site nkj.ru.
Le FIAN a réalisé à ce jour quelque 500 commandes d'ouvrages optiques des plus complexes et des plus divers émanant d'universités, instituts et centres de recherche russes et étrangers. Parmi les éléments fabriqués figurent des miroirs, des lentilles, des objectifs, des pièces pour capter le rayonnement d'un atome ou d'un ion pris dans un piège, etc. Les grands fabricants, qui s'intéressent prioritairement à la production d'optiques de masse, fussent-elles de qualité exceptionnelle, ne sont pas en mesure de réaliser de telles commandes individualisées, car il faut pour ce faire calculer et fabriquer des pièces uniques - ou à tout le moins en très faible série - tout en respectant des caractéristiques très spécifiques.
Réaliser de telles commandes signifie à chaque fois résoudre un problème d'ingénierie particulier, incluant les calculs, le développement et la partie technologique. Il faut réaliser, en premier lieu, des calculs géométriques, puis le polissage, suivis d'une opération très particulière consistant à apposer un revêtement diélectrique. Ainsi, pour fabriquer des répartiteurs de lumière (des appareils qui séparent le rayonnement selon le spectre dans une proportion déterminée, pour une polarisation déterminée), des revêtements dotés de propriétés spéciales sont nécessaires. Et s'il faut répartir le rayonnement dans un large spectre, de telle manière que 50 % d'une impulsion femtoseconde aillent dans une direction, et les 50 % restants soient réfléchis ? On ne trouvera de solution à ce problème dans aucun catalogue de grand fabricant d'optiques !
Avant d'apposer le revêtement, on calcule la construction, la quantité et l'épaisseur des couches. Les couches vont se succéder (il peut y en avoir jusqu'à une soixantaine). Elles sont réalisées à partir de matériaux présentant divers indices de réfraction. On obtient ainsi un microrésonateur. L'apposition des couches s'effectue à l'aide d'une installation spéciale. L'opération requiert un contrôle permanent. Au préalable, on calcule quel devra être le spectre après l'apposition de chaque couche. Et ce n'est qu'une fois que le spectre de la couche apposée correspond à la valeur calculée que l'on passe à l'apposition de la couche suivante.
L'équipe de Sergueï Kanorski, qui dirige le Laboratoire des systèmes optiques du FIAN, a ainsi préparé les miroirs d'Asterix, le plus puissant laser européen. Les travaux de ce laser sont suivis dans le laboratoire spécial du PALS (Prague Asterix Laser System), créé par l'Institut de physique et l'Institut de physique du plasma de l'Académie des sciences tchèque, à Prague. En raison de la puissance élevée d'Asterix, ses miroirs "brûlent" périodiquement. Il faut alors les remettre à neuf (les polir à nouveau). La restauration est effectuée par des spécialistes du laboratoire des systèmes optiques du FIAN.
Autre exemple - celui du CERN. Pour mesurer le rayon d'un proton, les chercheurs utilisent un résonateur optique - un accumulateur de rayonnement. Dans cet appareil, le flux de rayonnement parcourt de nombreuses fois la distance limitée par des miroirs d'une forme particulière, et des éléments spécifiques pivotant déterminent le parcours de ce flux. Au final, tout le secteur du résonateur est empli d'un rayonnement, et l'on obtient ce que l'on appelle une plaque de rayonnement de la lumière où se produit l'accumulation du rayonnement. Quand une particule traverse ce domaine, on enregistre le spectre d'absorption à une fréquence donnée. Mais pour ce faire, la particule doit passer précisément à travers le rayon. Les ingénieurs du FIAN sont parvenus à réaliser les miroirs requis pour ce résonateur, et l'expérience a pu être conduite avec succès.
Le FIAN a réalisé à ce jour plus de 500 commandes de ce type. La plupart d'entre elles ont été passées depuis l'étranger. On peut s'étonner que de nombreuses commandes émanent d'universités et laboratoires allemands. Au pays des Carl Zeiss et autres Leica, on pourrait, semble-t-il, éviter d'importer ce type de produits. Il n'y a qu'une seule explication : la qualité du travail des opticiens du FIAN est unanimement reconnue par les vrais professionnels au niveau international.
Le système "MASTER" pour observer l'espace lointain
Le polygone d'astrophysique d'Irkoutsk s'est enrichi d'un nouveau système de télescopes-robots permettant d'étudier l'espace lointain, rapporte le site strf.ru.
Le système de télescopes-robots MASTER vient d'être mis en service sur le polygone d'astrophysique de l'Université d'Etat d'Irkoutsk, à proximité du Baïkal. Cette installation automatique mobile est capable d'enregistrer des événements dans l'espace lointain - les explosions de novas et supernovas, les sources de sursauts gamma, qui se produisent à des milliards d'années-lumière de nous, ainsi que les rayonnements de météorites, et notamment celles menaçant la Terre.
Cet appareil est capable de fixer instantanément des explosions et des rayonnements, explique Nikolaï Boudnev, docteur ès sciences physiques et mathématiques et directeur de l'Institut de recherche de physique appliquée de l'université. Lorsqu'il capte un signal, le télescope se déploie rapidement en s'appuyant sur sa carte du ciel intégrée, et en s'aidant de ses filtres interchangeables et de ses matrices numériques hautement sensibles.
Déjà, au stade des essais, relève Nikolaï Boudnev, cette installation a fixé des objets de notre Galaxie dont l'éclat est inférieur de plusieurs dizaines de milliers de fois aux étoiles les plus faibles visibles à l'œil nu. L'installation devait être prête pour son lancement définitif à la fin septembre.
L'idée de créer ce système MASTER revient à l'Institut d'astronomie d'Etat Chternberg, de Moscou. Les télescopes-robots sont assemblés par une entreprise de Moscou, Optika, et tous les logiciels sont de fabrication russe. Des installations de ce type fonctionnent déjà avec succès dans la région de Moscou, dans le Caucase du Nord, dans l'Oural, dans la région de l'Amour. De tels télescopes seront également installés dans les îles Canaries et dans l'Antarctique.
Le polygone d'astrophysique de l'Université d'Irkoutsk est situé dans le district de Tounka, où la transparence de l'air est remarquable. C'est là que fonctionne déjà, sur une superficie d'environ un kilomètre carré, TUNKA-133, la plus grande installation au monde dédiée à l'étude des rayons cosmiques de très hautes énergies.
Guidage satellitaire pour un supertanker dans l'Arctique
Pour la première fois dans l'histoire de l'Arctique, un superpétrolier a emprunté la célèbre Route maritime du Nord, guidé par un satellite, rapporte le site strf.ru.
Un superpétrolier, le SCF Baltica (*), a emprunté pour la première fois la Route maritime du Nord (Sevmorpout), avec le concours de brise-glaces et en s'appuyant sur des prises de vue satellitaires. La compagnie Scanex a rapporté que du 14 au 27 août, le SCF Baltica, chargé de condensat de gaz, a effectué le trajet de Mourmansk au cap Dejnev, à la pointe extrême-orientale de la partie continentale de la Russie, avant de poursuivre sa route, via le détroit de Béring, dans le Pacifique. Le pétrolier a rallié son port de destination, Ninbo, en Chine, vers le 6-7 septembre. Durant la traversée des glaces, l'expédition était dirigée par les patrons des sociétés Sovkomflot (propriétaire du tanker) et Atomflot, respectivement Sergueï Frank et Viatcheslav Roukcha.
Le succès de cette première expérimentale via la Route maritime du Nord réalisée par un pétrolier géant revêt une grande importance pour l'intensification du transport de fret commercial entre la Russie, l'Europe et la Chine par ce tracé, et pour le développement économique de l'Arctique. Le gain de temps qu'autorise la Sevmorpout est de 45 %, comparativement à l'itinéraire classique par le canal de Suez.
Jamais des pétroliers de gros tonnage de classe océanique ne s'étaient aventurés sur la Route maritime du Nord. Lors des différentes étapes de sa progression sur le tracé, et notamment lors de la traversée des détroits de Vilkitski, Sannikov et Long, le pétrolier a été épaulé par les brise-glaces nucléaires Taïmyr, Rossia et Cinquantenaire de la Victoire. La caravane a rencontré de gros blocs de glace dans la mer de Kara, a forcé le barrage de glace de Taïmyr, a traversé des glaces éparses dans la mer de Laptev et des blocs de glace agglomérés dans la mer de Sibérie orientale. Pour évaluer la situation des glaces tout au long du parcours des navires et choisir le meilleur itinéraire, les clichés satellitaires de détection de Radarsat-1 ont été utilisés.
Pour l'obtention, le traitement et la transmission des données, les centres de réception du réseau du Centre d'ingénierie technologique Scanex ont été mis à contribution, en l'occurrence les stations de réception automatiques au sol UniScan situées à Moscou, Méguion et Magadan. Après traitement, les données étaient mises rapidement sur Internet par le biais du géoservice Atomflot-Kosmosnimki. Le géoservice a été créé sur la base de la technologie GeoMixer pour régler les problèmes d'Atomflot. C'est pour cette dernière société qu'en 2010 Scanex a effectué la collecte et le traitement des données de télédétection satellitaire concernant la situation des glaces sur les tracés de la Sevmorpout et des mers non arctiques de la Russie concernées par le gel.
Durant la période de navigation estivale, Atomflot a utilisé à maintes reprises les données satellitaires pour la progression des caravanes sur le tracé de la Route maritime du Nord. L'expérience montre que le recours à des prises de vues spatiales permet d'améliorer non seulement la sécurité, mais aussi l'efficacité économique du travail des brise-glaces dans les conditions de l'Arctique.
(*) Le SCF Baltica est un pétrolier de nouvelle génération de haute technologie du type Aframax, de classe renforcée (ICE-1A-Super, selon la classification internationale), jaugeant 117.000 tonnes, à double coque. Il a été conçu spécialement pour travailler dans les mers arctiques. Il est capable de franchir des épaisseurs de glace d'un mètre. Il n'existe actuellement dans le monde que quatre pétroliers analogues de la même classe glaciaire, du type Aframax.
Les aires d'habitat des mammouths en Europe
Des spécialistes russes et néerlandais ont procédé à un vaste recensement pour tenter d'établir les aires d'habitat successives du mammouth en Europe, rapporte le site inauka.ru.
Des spécialistes de l'Institut de géographie (Académie des sciences de Russie), de l'Institut de géologie des Komis (ASR) et des Universités de Groningue et Leyde (Pays-Bas) ont analysé en détail les modifications des zones d'implantation du mammouth survenues pendant les 50 derniers milliers d'années en Europe. Les scientifiques se sont appuyés sur 809 découvertes d'os de mammouths réalisées sur 381 sites en Europe. L'âge des ossements a été établi par la datation au carbone 14.
Durant la période du pléistocène tardif, l'espace occupé par le mammouth était immense et englobait une partie considérable du continent, mais cette aire a évolué de manière significative à différents moments, compte tenu des changements climatiques. Il y a 46 à 44 milliers d'années, il faisait relativement chaud sur notre planète. Les restes de mammouths se rapportant à cette période sont concentrés dans la partie centrale de l'Europe. Puis le froid est venu, et les mammouths se sont infiltrés loin vers le nord de l'Europe, atteignant le littoral de l'océan Glacial Arctique. Les chercheurs expliquent cela par le fait que ce refroidissement a engendré une dégradation des denses forêts septentrionales. Or, le mammouth n'était pas un adepte de la forêt et il lui fallait, précisément, des steppes. A cette époque, il y a environ 39 milliers d'années, ils ont également gagné les îles britanniques en passant, probablement, par le plateau continental, alors mis à nu. Compte tenu que l'on a retrouvé aussi des ossements de ces animaux en Scandinavie, on peut en déduire que cette dernière n'était pas recouverte par les glaces à cette époque.
Il y a environ 36 à 33 milliers d'années, un nouveau refroidissement est intervenu : la frontière septentrionale de l'aire d'habitat du mammouth en Europe occidentale s'est déplacée vers le sud : le mammouth a alors disparu en Finlande et en Scandinavie, bien qu'il soit encore demeuré au nord de l'Europe orientale. Voilà qui témoigne indirectement de la progression, alors, de la couverture glaciaire en Scandinavie. Ce refroidissement a chassé les mammouths vers le sud de l'Espagne. Durant la nouvelle période interglaciaire, ces animaux se sont à nouveau répartis sur tout le continent, y compris dans la péninsule ibérique, les îles britanniques et le nord de l'Europe orientale. A l'évidence, les glaciers ont de nouveau reculé, et les forêts n'étaient pas denses. Toutefois, c'est à cette époque que le mammouth disparaît de la presqu'île de Crimée, ainsi que de la Ciscaucasie, puis des péninsules balkanique, ibérique et italienne. Il est possible qu'il ait été repoussé du sud non seulement par le climat, mais aussi par l'activité de chasse menée par l'homme. Et les glaciers ont une nouvelle fois évincé les animaux de la péninsule scandinave.
Durant la période glaciaire tardive, l'espace occupé par le mammouth s'est notablement rétréci et sa frontière méridionale s'est déplacée vers le nord. Les animaux ont totalement disparu de la péninsule scandinave. Il est évident que ces modifications ont été provoquées tant par l'amorce du réchauffement que par l'augmentation de la densité de la population européenne et l'intensification de la chasse aux grands herbivores. Voilà 12 à 11 milliers d'années, la zone d'habitat du mammouth, qui était autrefois d'un seul tenant, s'est morcelée en plusieurs petites parties. Ces animaux ont été repoussés toujours plus vers le nord-est, et leur nombre a diminué. Alors que dans l'holocène précoce certains troupeaux se rencontraient dans la région de la Baltique, de Yamal, de Taïmyr, de Guydane, ainsi que dans l'archipel de la Nouvelle-Zemble, dans le bassin de l'Ob, dans les îles de Novossibirsk et Wrangel, à l'époque de l'holocène moyen et tardif, le mammouth ne subsistait plus que dans l'île Wrangel et les îles de Saint-Paul, dans le Pacifique. Sur l'île Wrangel, s'est conservée pendant longtemps une population relicte de mammouths épars : on y a retrouvé des os vieux de 3.685 ans.
La disparition des mammouths, estiment les chercheurs, a été favorisée par la formation d'une ceinture forestière dense, la disparition des espaces riches en herbe (les "steppes de mammouths"), l'augmentation de l'épaisseur de la couverture neigeuse et l'activité de chasse dont ils ont été victimes.
