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Doorway states spotted in graphene-based materials

22 octobre 2025 à 15:51

Low-energy electrons escape from some materials via distinct “doorway” states, according to a study done by physicists at Austria’s Vienna Institute of Technology. The team studied graphene-based materials and found that the nature of the doorway states depended on the number of graphene layers in the sample.

Low-energy electron (LEE) emission from solids is used across a range of materials analysis and processing applications including scanning electron microscopy and electron-beam induced deposition. However, the precise physics of the emission process is not well understood.

Electrons are ejected from a material when a beam of electrons is fired at its surface. Some of these incident electrons will impart energy to electrons residing in the material, causing some resident electrons to be emitted from the surface. In the simplest model, the minimum energy needed for this LEE emission is the electron binding energy of the material.

Frog in a box

In this new study, however, researchers have shown that exceeding the binding energy is not enough for LEE emission from graphene-based materials. Not only does the electron need this minimum energy, it must also be in a specific doorway state or it is unlikely to escape. The team compare this phenomenon to the predicament of a frog in a cardboard box with a window. Not only must the frog hop a certain height to escape the box, it must also begin its hop from a position that will result in it travelling through the hole (see figure).

For most materials, the energy spectrum of LEE electrons is featureless. However, it was known that graphite’s spectrum has an “X state” at about 3.3 eV, where emission is enhanced. This state could be related to doorway states.

To search for doorway states, the Vienna team studied LEE emission from graphite as well as from single-layer and bi-layer graphene. Graphene is a sheet of carbon just one atom thick. Sheets can stick together via the relatively weak Van der Waals force to create multilayer graphene – and ultimately graphite, which comprises a large number of layers.

Because electrons are mostly confined within the graphene layers, the electronic states of single-layer, bi-layer and multi-layer graphene are broadly similar. As a result, it was expected that these materials would have similar LEE emission spectra . However, the Vienna team found a surprising difference.

Emission and reflection

The team made their discovery by firing a beam of relatively low energy electrons (173 eV) incident at 60° to the surface of single-layer and bi-layer graphene as well as graphite. The scattered electrons are then detected at the same angle of reflection. Meanwhile, a second detector is pointed normal to the surface to capture any emitted electrons. In quantum mechanics electrons are indistinguishable, so the modifiers scattered and emitted are illustrative, rather than precise.

The team looked for coincident signals in both detectors and plotted their results as a function of energy in 2D “heat maps”. These plots revealed that bi-layer graphene and graphite each had doorway states – but at different energies. However, single-layer graphene did not appear to have any doorway states. By combining experiments with calculations, the team showed that doorway states emerge above a certain number of layers. As a result the researchers showed that graphite’s X state can be attributed in part to a doorway state that appears at about five layers of graphene.

“For the first time, we’ve shown that the shape of the electron spectrum depends not only on the material itself, but crucially on whether and where such resonant doorway states exist,” explains Anna Niggas at the Vienna Institute of Technology.

As well as providing important insights in how the electronic properties of graphene morph into the properties of graphite, the team says that their research could also shed light on the properties of other layered materials.

The research is described in Physical Review Letters.

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NASA’s Jet Propulsion Lab lays off a further 10% of staff

22 octobre 2025 à 14:02

NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) is to lay off some 550 employees as part of a restructuring that began in July. The action affects about 11% of JPL’s employees and represents the lab’s third downsizing in the past 20 months. When the layoffs are complete by the end of the year, the lab will have roughly 4500 employees, down from about 6500 at the start of 2024. A further 4000 employees have already left NASA during the past six months via sacking, retirement or voluntary buyouts.

Managed by the California Institute of Technology in Pasadena, JPL oversees scientific missions such as the Psyche asteroid probe, the Europa Clipper and the Perseverance rover on Mars. The lab also operates the Deep Space Network that keeps Earth in communication with unmanned space missions. JPL bosses already laid off about 530 staff – and 140 contractors – in February last year followed by another 325 people in November 2024.

JPL director Dave Gallagher insists, however, that the new layoffs are not related to the current US government shutdown that began on 1 October. “[They are] essential to securing JPL’s future by creating a leaner infrastructure, focusing on our core technical capabilities, maintaining fiscal discipline, and positioning us to compete in the evolving space ecosystem,” he says in a message to employees.

Judy Chu, Democratic Congresswoman for the constituency that includes JPL, is less optimistic. “Every layoff devastates the highly skilled and uniquely talented workforce that has made these accomplishments possible,” she says. “Together with last year’s layoffs, this will result in an untold loss of scientific knowledge and expertise that threatens the very future of American leadership in space exploration and scientific discovery.”

John Logsdon, professor emeritus at George Washington University and founder of the university’s Space Policy Institute, says that the cuts are a direct result of the Trump administration’s approach to science and technology. “The administration gives low priority to robotic science and exploration, and has made draconic cuts to the science budget; that budget supports JPL’s work,” he told Physics World. “With these cuts, there is not enough money to support a JPL workforce sized for more ambitious activities. Ergo, staff cuts.”

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D’une astronomie populaire à l’astrophysique

26 octobre 2025 à 10:51
Cent ans après la mort de l’astronome et vulgarisateur scientifique Camille Flammarion, le physicien Jean-Philippe Uzan s’inscrit dans les pas de l’« Astronomie populaire » pour raconter de manière accessible un siècle de prouesses scientifiques qui ont révolutionné notre compréhension de l’Univers.

Une épreuve du concours de médecine annulée après un bug

22 octobre 2025 à 08:54
La première épreuve du concours d’internat de médecine a été annulée au niveau national lundi. Des étudiants témoignent d’un "chaos généralisé". Le concours est passé par tous les étudiants de 6e année de médecine (environ 11.000) et ce qui compte, ce n'est pas leur note mais leur classement ! En fonction, les élèves peuvent choisir leur spécialité et la ville dans laquelle ils effectueront leur internat. Le test national a pourtant été fait, avec succès. Mais l'épreuve a été annulée à l'échelle du pays pour un problème de connexion à Lyon !

Vacances : les activités d'intérieur cartonnent

22 octobre 2025 à 06:26
Vacances pluvieuses, vacances heureuses ? Quelques jours après le début des congés de la Toussaint, pas vraiment d'éclaircies à attendre du côté du ciel. Averses, bourrasques et fraîcheur sur une bonne partie du pays. Mais il faut bien occuper les enfants. Alors les activités d'intérieur cartonnent. Les parcs de loisirs notamment, comme du côté de Lyon. Président du Groupe Altiplano, propriétaire des espaces de loisirs Exalto. Pendant les vacances, au moins 70% des activités sont déjà réservées.

Jeux Halloween – Le Manoir des Fantômalins et L’Arbre aux 3 Elixirs

22 octobre 2025 à 00:46

On fête Halloween avec Le Manoir des Fantômalins et L’Arbre aux 3 Elixirs !

Halloween, également connu sous le nom de la Toussaint, trouve ses origines dans des traditions celtes anciennes, en particulier la fête de Samhain, célébrée il y a plus de 2 000 ans en Irlande, au Royaume-Uni et dans d’autres régions celtes. Samhain marquait la fin de la saison des récoltes et le début de la période sombre et froide de l’année. Les Celtes croyaient que pendant cette période, le voile entre le monde des vivants et celui des esprits était mince, permettant aux esprits de revenir sur terre.

Pour se protéger des forces malveillantes, les Celtes allumaient des feux sacrés, se déguisaient avec des masques effrayants et offraient des offrandes alimentaires. Avec la christianisation de la région, la fête de Samhain a été assimilée dans la fête chrétienne de la Toussaint, célébrée le 1er novembre. La veille de la Toussaint, qui est devenue Halloween (contraction de « All Hallows’ Eve » ou « la veille de tous les saints »), a continué à incorporer des éléments de Samhain, tels que les costumes et la récolte de bonbons.

Au fil des siècles, Halloween a évolué pour devenir une célébration populaire, en particulier en Amérique du Nord, mêlant des coutumes traditionnelles à des festivités modernes comme les maisons hantées, les décorations extravagantes et la collecte de bonbons par les enfants déguisés. Aujourd’hui, Halloween est une fête internationale qui combine des éléments de diverses cultures et traditions, mais il conserve toujours ses racines celtes et son caractère festif et effrayant.

Pour l’occasion et pour occuper vos vacances, nous vous proposons de découvrir deux jeux de société pour enfants : Le Manoir des Fantômalins et L’Arbre aux 3 Elixirs. C’est parti !

l'arbre aux élixirs et le manoir fantomalins

L’Arbre aux 3 Elixirs

Si vous cherchez un jeu de société à la fois beau, accessible et un peu magique pour jouer en famille, L’Arbre aux 3 Élixirs signé Nathan est fait pour vous. Imaginé par Olivier Colin et Fabien Bachir, illustré avec douceur par Carine Hinder, ce jeu invite petits et grands à gravir un arbre enchanté pour atteindre les précieux élixirs perchés à son sommet.

Le concept est aussi simple qu’addictif : chaque joueur incarne un petit Elfi des saisons qui grimpe sur un arbre géant en quête des trois élixirs magiques. Mais attention ! Certaines branches sont stables (aimantées)… d’autres non. Si votre pion ne s’accroche pas, il tombe et vous perdez votre progression.

C’est un subtil mélange de mémoire (se souvenir des bonnes cases) et de prise de risque (oser grimper plus haut ou s’arrêter à temps). Le tout sur un plateau vertical magnétique absolument spectaculaire — rien que le montage de l’arbre émerveille les enfants.

arbres

Comment on y joue ?

Les règles sont rapides à prendre en main :

  • On place les bandes magnétiques secrètes derrière le plateau, qui déterminent les « bonnes » branches.

  • À son tour, chaque joueur choisit une case pour avancer. Si son Elfi e tient, il peut continuer à grimper ou s’arrêter. S’il tombe, il recommence plus bas.

  • Chacun dispose d’un petit pouvoir magique pour renverser la situation au bon moment.

La partie dure 15 à 20 minutes et se joue de 2 à 4 joueurs, dès 5 ans. Parfait pour des soirées familiales ou pour initier les plus jeunes à la stratégie légère et à la prise de décision.

l'arbre aux élixirs

À qui s’adresse ce jeu ?

Aux familles, sans hésiter. L’Arbre aux 3 Élixirs plaira aux enfants rêveurs, aux parents joueurs, et à tous ceux qui aiment les univers poétiques. Il ne demande ni longue concentration ni gros calculs, mais offre des fous rires et des « oh non, je suis tombé ! » à chaque partie.

C’est un jeu qu’on ressort volontiers entre deux plats le dimanche, pour une pause magique après l’école ou dans mon cas, lors de journées pluvieuses où personne n’a envie de mettre le nez dehors. Programme ? Jeux de société, pyjamas et chocolat chaud !

Vous le retrouverez sur Amazon pour moins de 27 €.

Le Manoir des Fantômalins

Si vous recherchez un jeu de société familial, fun, accessible et avec ce petit frisson d’Halloween sans aller dans l’horreur, alors Le Manoir des Fantômalins coche toutes les cases. Édité par Dujardin et sorti en cette année 2025.  Ici, trois petits fantômes malicieux se sont échappés du manoir durant la nuit : à vous et votre équipe de les retrouver avant qu’ils ne sèment la pagaille dans le village. L’ambiance ? manoir, fantômes, observation, coopération — parfait pour un moment ludique avec les enfants pendant ces vacances de la Toussaint. ️

l'arbre aux élixirs et le manoir fantomalins

Comment on y joue ?

Voici le déroulé typique d’une partie :

  • Les joueurs (2 à 4) s’unissent pour coopérer.

  • On observe les fantômes encore présents dans la boîte/manoir, on note (voire dessine) ceux qui manquent — ce sont les trois Fantômalins évadés.

  • Il faut les identifier, les retrouver et les ramener au manoir avant qu’ils ne provoquent trop de dégâts (en jeu : avant que cela ne tourne mal pour le village).

  • Le jeu est rapide (environ 15 à 30 minutes selon les sources) et accessible dès ~5-7 ans.

  • Le mécanisme principal : observation + mémoire + esprit d’équipe, plutôt que stratégie longue ou complexe.

À qui s’adresse ce jeu ?

Le Manoir des Fantômalins s’adresse avant tout aux familles qui aiment jouer ensemble dans une ambiance légère et coopérative. C’est un jeu pensé pour les enfants dès 5 à 7 ans, suffisamment simple pour être compris rapidement, mais assez vivant pour captiver aussi les parents.

Il convient aussi bien aux petits groupes de 2 à 4 joueurs qu’aux duos parent-enfant qui veulent partager un moment complice autour d’un thème qui fait frissonner juste ce qu’il faut.

Avec ses fantômes malicieux et son décor de manoir mystérieux, il plaira particulièrement aux enfants curieux, observateurs et imaginatifs. Ceux qui adorent se raconter des histoires, chercher les détails cachés et résoudre des énigmes rigolotes seront ravis.

le manoir fantomalins

C’est le jeu parfait pour initier les plus jeunes à la coopération : ici, pas de rivalité ni de vainqueur unique. Tout le monde gagne (ou perd) ensemble, ce qui en fait un excellent choix pour apprendre l’esprit d’équipe et la solidarité… dans une ambiance joyeusement fantomatique ! ️

Vous le retrouverez également à moins de 27 € sur Amazon.

Jeux Halloween – Le Manoir des Fantômalins et L’Arbre aux 3 Elixirs a lire sur Vonguru.

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