COLLOQUIUM 2011

The talk will start with a very basic introduction aimed at the non-expert. In response to external stimuli, cells adjust their behavior to a changing environment – for example, they start to divide or migrate. In order to perform these actions, the protein content of the cell must change. To accomplish this, a cell must modify the levels at which the genes that code for these proteins are transcribed. These transcriptional responses to extracellular stimuli are regulated by tuning the rates of transcript production and degradation. I present here the results of a study aimed at deducing the dynamics of these two processes from measurements of the transcriptome, and to elucidate the operational strategy behind this dynamics. We found that production of many transcripts was characterized by a large dynamic range, which allowed these genes to exhibit an unexpectedly strong transient “production overshoot”, thereby accelerating their induction.

Nous avons découvert qu’un cristal d’hélium 4 sans aucune impureté est anormalement mou. Cette plasticité anormale est une conséquence de la grande mobilité de ses défauts, des dislocations qui peuvent se déplacer par effet tunnel quantique sur de très grandes distances (une fraction de millimètre) à grande vitesse (plusieurs mètres par seconde). Une telle mobilité serait impensable dans un cristal classique à basse empérature. Dans un cristal quantique comme l’hélium solide, où l’agitation des atomes reste grande même près du zéro absolu, le mouvement des défauts est susceptible de diviser la rigidité par dix. Cependant, d’infimes traces d’impuretés (de l’hélium 3) suffisent à empêcher le mouvement des dislocations en s’attachant à celles-ci en dessous de 0,1 Kelvin. Apparemment, c’est ce qui permet à l’hélium 4 solide de passer à l’état “supersolide”, un état de la matière étonnant qui serait à la fois solide et superfluide parce que cette matière pourrait couler sans dissipation le long du cœur des dislocations… mais à condition que celles-ci soient fixes.

Le rayon de charge du proton a été déterminé jusqu’à présent soit par l’étude de la diffusion d’électrons soit en comparant les calculs d’électrodynamique quantique avec les mesures de haute précision dans l’hydrogène. Nous avons effectué la première mesure du déplacement de Lamb dans l’hydrogène et le deutérium muoniques. Cette mesure, réalisée en spectroscopie laser (transition dans la région des 6 %m), nous a permis d’extraire le rayon de charge du proton en comparant avec les calculs d’électrodynamique quantique, avec une précision améliorée d’un facteur 10. A notre grande surprise, notre valeur diffère de 5 déviations standards de celle provenant de l’hydrogène fournie pas les ajustements de constantes fondamentales du CODATA. Depuis, une nouvelle mesure par diffusion d’électrons est venue confirmer la valeur obtenue avec l’hydrogène et nos résultats sur d’autres raies de l’hydrogène et deutérium muoniques ont confirmé la cohérence de notre analyse. La taille du proton dépend-elle de la particule utilisée pour la mesurer ? Comment peut-on expliquer ces mesures contradictoires ? La discussion est intense parmi les experts, mais aucune piste crédible n’a été avancée jusqu’à présent. Je décrirai nos mesures et ferai le point des discussions en cours.

The thermodynamic temperature of the Sun's atmosphere rises from ~6000K at the visible surface to millions of degrees in its outer atmosphere, the corona. This hot coronal plasma then expands supersonically to become the solar wind; this wind acceleration process is ongoing to very high altitudes (~10 solar radii) There is no sufficient thermal energy source for this heating and expansion, however remote sensing measurements of the coronal magnetic field suggest that the magnetic energy density is more than enough. Most of the proposed coronal heating/acceleration models involve the kinetic dissipation of plasma waves or turbulence, a process that is poorly understood. I will discuss some of these mechanisms, the associated puzzles, and the state of the art in measurements. The physics of astrophysical coronae has broader application and may apply to coronae above accretion disks, and disk-black hole interfaces in collisionless accretion, for example. The coming decade will be a golden age for coronal and heliospheric physics. Several dedicated NASA space missions (STEREO, SDO, IRIS) and the NSF's Advanced Technology Solar Telescope will provide high spatial resolution magnetic field and plasma observations of the transition region and corona. The ESA Solar Orbiter and NASA Solar Probe Plus missions will dive deep into the heliosphere and make low altitude (to 9.5 solar radii) in situ measurements. I will describe the Solar Probe Plus mission and its measurements in some detail.

Les développements analytiques employant les rayons X permettent de réaliser des études toujours plus précises des matériaux employés par les artistes et les artisans pour la réalisation de leurs œuvres ou pour préparer des matières nouvelles. Ces caractérisations, nécessitant le plus souvent des méthodes non invasives, aident à la conservation, l'authentification mais aussi à une meilleure compréhension de l'histoire des techniques et des sociétés. Durant cette conférence, nous nous intéresserons particulièrement à l'apport du rayonnement synchrotron et des instruments portables de fluorescence et diffraction des rayons X à la connaissance de l'histoire des arts, révélant la recherche de matières et de technologies nouvelles durant l'Antiquité ou par de grands artistes comme Léonard de Vinci.