Affaires insolites du 23 sept. 2011 : Des particules iraient plus vite que la lumière. Einstein va se retourner dans sa tombe. Einstien se serait-il trompé ? Maï Salaün

The Sudbury Neutrino Detector

Image via Wikipedia

Découverte de particules

qui iraient plus vite

que la lumière

Neutrinos sent through the ground from Cern toward the Gran Sasso laboratory 732km away seemed to show up a tiny fraction of a second early.
« We tried to find all possible explanations for this, » said report author Antonio Ereditato of the Opera collaboration.
« We wanted to find a mistake – trivial mistakes, more complicated mistakes, or nasty…

 – Publié le 23/09/2011 à 07:27 – Modifié le 23/09/2011 à 07:28

GENEVE (Reuters) – Une équipe internationale de scientifiques a annoncé jeudi avoir constaté que certaines particules subatomiques se déplaçaient plus vite que la lumière, ce qui invaliderait, si cela était confirmé, l’une des lois de l’univers mises en évidence par Einstein, à savoir que cette vitesse est indépassable.

Antonio Ereditato, porte-parole de l’équipe qui a fait cette stupéfiante découverte, a déclaré à Reuters que les mesures effectuées sur trois ans avaient montré que des neutrinos partis des laboratoires du CERN, près de Genève, vers le laboratoire souterrain du Gran Sasso, en Italie, étaient arrivés 60 nanosecondes plus vite que la lumière (300.000 km/seconde) ne l’aurait fait.

« Nous avons grande confiance dans la fiabilité de nos résultats. Nous avons vérifié et revérifié, pensé à tout ce qui pourrait avoir influé sur nos relevés, mais nous n’avons rien trouvé », a-t-il expliqué. « Nous voulons maintenant que des collègues les vérifient de façon indépendante ».

Si cette découverte était confirmée, elle invaliderait l’un des piliers de la relativité restreinte d’Einstein, qui stipule que la vitesse de la lumière est une « constante cosmique » et que rien, dans l’univers, ne peut se déplacer plus vite.

Cette affirmation, qui a résisté à un siècle d’expériences scientifiques, est l’un des éléments clés du « modèle standard », qui s’efforce de décrire la manière dont l’univers et tout ce qu’il contient fonctionnent.

La découverte, totalement inattendue, a été faite dans le cadre de recherches effectuées par des physiciens travaillant à une expérience appelée OPERA, menée conjointement par le CERN, près de Genève, et le laboratoire du Grand Sasso, dans les Abruzzes, en Italie centrale.

Au total, 15.000 faisceaux de neutrinos – particules élémentaires présentes dans tout le cosmos – ont été émis sur une période de trois ans du CERN en direction du Gran Sasso, à 730 km de là, où ils ont été recueillis par des détecteurs géants.

REMONTER LE TEMPS ?

La lumière aurait parcouru cette distance en 2,4 millièmes de seconde, mais les neutrinos ont été de 60 nanosecondes (ou 60 milliardièmes de seconde) plus rapides que ne l’auraient été des rayons lumineux.

« C’est une différence infime », remarque Ereditato, qui travaille également à l’université de Berne, « mais sur le plan théorique, c’est incroyablement important. La découverte est tellement stupéfiante que, pour le moment, tout un chacun doit rester très prudent ».

Ereditato s’est refusé d’envisager ce que cela pourrait signifier si d’autres physiciens, qui doivent être officiellement informés de la découverte vendredi au CERN, confirment que les relevés d’OPERA sont exacts.

« Je ne veux simplement pas penser aux conséquences », dit-il à Reuters.

Une grande partie des oeuvres de science-fiction sont fondées sur l’idée que, si l’on peut aller plus vite que la lumière, les voyages dans le temps deviennent, en théorie, possibles.

L’existence du neutrino a été confirmée pour la première fois en 1934, mais cette particule élémentaire continue d’intriguer la communauté scientifique.

Le neutrino peut traverser la matière sans être détecté, cela même sur de longues distances, et sans qu’il en soit affecté. Ainsi, des millions de neutrinos traversent chaque jour le corps humain.

Le laboratoire souterrain de Gran Sasso, à 120 km au sud de Rome, est le plus grand de ce type au monde pour la physique des particules et les recherches cosmiques. Environ 750 scientifiques de 22 pays y travaillent, attirés par la possibilité de mener des expériences dans ses trois vastes salles, protégées des rayons cosmiques par 1.400 mètres de roches.

(Eric Faye pour le service français)

Un gros satellite va tomber

quelque part sur la Terre vendredi

NASA | Le satellite américain qui doit retomber sur Terre est annoncé pour vendredi, a annoncé la Nasa mercredi sans pouvoir dire à quelle heure et à quel endroit l’engin pourrait rentrer en collision avec la planète bleue.

© KEYSTONE | Une image satellite.
It would seem that the physicists at CERN have detected subatomic particles moving faster than the speed of light. This is impossible, according to Einstein’s theory of relativity. So, either we’re about to see a revolution in the way we see the universe or there is a mistake.
A meeting at Cern, the world’s largest physics lab, has addressed…

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AFP | 21.09.2011 | 23:41

Le satellite américain qui doit retomber sur Terre est annoncé pour vendredi, a annoncé la Nasa mercredi sans pouvoir dire à quelle heure et à quel endroit l’engin pourrait rentrer en collision avec la planète bleue.

« L’entrée » du satellite dans l’atmosphère « est prévue le 23 septembre », annonce l’agence américaine sur son site internet. « Même s’il est trop tôt pour prévoir l’heure et l’endroit » où l’engin va arriver, « les prévisions sont en train d’être peaufinées », est-il ajouté.

Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) est un satellite de la Nasa d’une diaine de mètres pesant près de six tonnes. Il a été mis en orbite en 1991 par la navette Discovery pour étudier la haute atmosphère.

UARS a fini sa mission en 2005 et, faute de carburant, va donc retomber sur Terre le 23 septembre.

« Si une grande partie du satellite va se briser en de nombreux morceaux en entrant dans l’atmosphère, tous les débris ne vont pas brûler », avait expliqué la Nasa samedi en précisant qu’il était impossible de prévoir les lieux où ces débris tomberaient.

L’agence a indiqué que le satellite chuterait quelque part entre 57 degrés de latitude nord et 57 degrés de latitude sud, une superficie qui couvre une grande partie de la Terre.

Jusqu’ici, « il n’y a jamais eu d’accident provoqué par un engin spatial revenant dans l’atmosphère », a ajouté l’agence.

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Par jali le 22.09.2011 – 08:09

Sortez vos casques !!!

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Par verli le 22.09.2011 – 08:14

@jali, si vous prenez une tonne sur la tête, le casque n’aura pas été beaucoup d’utilité.

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Par jali le 22.09.2011 – 09:38

Oui, c’est bien vrai, merci.


REUTERS

16Commentaires
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Jean-Luc Matteo-Donnéle 23/09/2011 à 22:43

Relativisons la relativité. Une théorie est nécessairement incomplète…

Jacob Barnett, un surdoué de 12 ans, serait sur le point d’étendre la théorie de la relativité établie par Albert Einstein en 1905.

Il a à peine 12 ans et ose défier le plus grand physicien de tous les temps. Le jeune Américain, dont le QI a été évalué à 170, prétend pouvoir étendre la théorie de la relativité du célèbre Albert Einstein. Sa mère aurait adressé ses calculs à l’Université de Princeton, une référence mondiale en matière de physique et d’astrophysique. Les professeurs ont validé ses équations et auraient admis que l’adolescent était sur la piste d’une théorie de la relativité entièrement nouvelle.

Claudecle 23/09/2011 à 22:10

Imaginons…

La pensée étant de toute évidence plus rapide que la lumière, ne serait-elle pas elle aussi composée de particules ?
Voici encore de quoi remettre en question les théories scientifiques les plus avancées.
Comme tout ce qui se rapporte au temps, présenté par les uns et les autres comme une des composantes de l’univers, qui passe à des vitesses différentes selon l’endroit de cet univers où il est observé, alors que tout passe dans cet univers, sauf le temps, qui lui est immuable.

Tybolle 23/09/2011 à 21:43

Que deviendront nos livres de physique ? SOS pour l’étudiant Africain

S’il est vrai qu’il existe dans l’univers une particule plus rapide que la lumière, que deviendront nos livres de physique ? Et nos connaissances déjà acquises en physique nucléaire ? Que deviendrait la fameuse formule E=mc2 ?
SOS pour l’étudiant Africain.

Jean-Luc Matteo-Donnéle 23/09/2011 à 21:26

Relativisons la relativité. Une théorie est nécessairement incomplète…

Jacob Barnett, un surdoué de 12 ans, serait sur le point d’étendre la théorie de la relativité établie par Albert Einstein en 1905.
Il a à peine 12 ans et ose défier le plus grand physicien de tous les temps. Le jeune Américain, dont le QI a été évalué à 170, prétend pouvoir étendre la théorie de la relativité du célèbre Albert Einstein. Sa mère aurait adressé ses calculs à l’Université de Princeton, une référence mondiale en matière de physique et d’astrophysique. Les professeurs ont validé ses équations et auraient admis que l’adolescent était sur la piste d’une théorie de la relativité entièrement nouvelle.

marco63le 23/09/2011 à 20:42

Utilisable pour mesurer précisément la distance des étoiles…

Un peu de raisonnement…
Rappelez vous, la supernovae du 23 Février 1987.
Les physiciens avaient analysés à posteriori les fosses à capture de neutrinos, et s’étaient rendus compte à l’époque qu’un flux important de neutrinos avait été piégé avant que a supernovae ne soit détectée dans la lumière visible. On avait mis ça à l’époque sur le compte que l’implosion prenait du temps, et que la lumière mettait également du temps à sortir de la fournaise.
Ça vaudrait le coup de savoir, en rapport de la distance, si le décalage de temps observé à l’époque entre neutrinos (arrivés en premier) et lumière ne respecte pas la proportion observée aujourd’hui.
Si c’était le cas, et sous réserve de vérifications, on en déduirait que les bouffées de neutrinos sont parties en même temps que la lumière de l’explosion.
En faisant le calcul inverse, en étant sûr de la vitesse des 2 types de particules, on pourrait alors avoir une précision impressionnante de la position des astres au moment de leur implosion/explosion, grâce au delta de temps mesuré sur terre. Faut reconnaître que la capture des neutrinos et les supernovae qui explosent ne sont pas légion !

Francky21le 23/09/2011 à 16:54

@Yistvan

Relisez-moi, je vous prie : je suppose justement dans mon texte que les neutrinos, interagissant particulièrement peu avec la matière, sont moins ralentis que ne l’auraient été des photons.
Par contre, vous avez raison, ces particules « cerencov » (pour faire simple) restent plus lentes que la lumière dans le vide.
Ce que je trouve intéressant, c’est que dans des conditions certes particulières, la lumière se trouve « dépassée » par des particules plus rapides, en l’occurrence des électrons.

kokole 23/09/2011 à 13:57

Plus rapide que la lumière dans le vide ?

Ce que la CNRS mentionne, c’est qu’il semblerait que des neutrino se déplaçant sous terre, et par conséquent dans un milieu non vide, soit plus rapide que la lumière dans le vide, qui est la vitesse maximale sur laquelle se base la théorie de la relativité. Dois-t’on aussi en déduire que ces neutrino se déplacent aussi plus vite que la lumière dans le vide ? Ou est-ce que le milieu dans lequel ces particules évoluent, ou encore la gravité de la terre, accélère ces particules ? On peut aussi imaginer que ces particules ne suivent pas la courbure de l’espace provoqué par la gravité de la terre, mais plutôt passe par un « raccourci » tout en ayant une vitesse inférieure ou égale à la lumière dans le vide ? Si le phénomène se vérifie, ce sera sans doute un vrai révolution dans le monde de la physique cantique.

Yistvanle 23/09/2011 à 12:19

@francky21

Cerenkov, c’est lorsque la vitesse de la particule dépasse la vitesse de la lumière dans le milieu où elle se trouve (par exemple l’eau des piscines nucléaires). Et cette vitesse est inférieure à la vitesse de la lumière dans le vide. Donc la particule ne dépasse pas la limite de c.
Vous supposez que les neutrinos se déplacent moins vite dans cette expérience car ils sont sous terre. Mais la spécificité des neutrinos est que justement ils n’interagissent quasiment pas avec la matière.

Yistvanle 23/09/2011 à 12:06

@Yellowsubmarine

Attention, votre commentaire montre que vous maitrisez mal les notions élémentaires en mécanique classique et relativistes.
Je reprends votre example du train : vous avez un train en marche à 300 km/h et dans ce train, vous décidez d’envoyer un photon.
Si la vitesse du photon dans le référentiel du train (ce que vous appelez « bouger avec l’espace »), alors la vitesse du photon dans un référentiel fixe à l’extérieur du train n’est PAS (c+300km/h). La relativité dit que c’est la vitesse c. Dans ce cadre théorique, on ne fait pas aller un photon plus vite que c, que « l’espace bouge ou non ».
Si vous voulez additionner les vitesses, cela s’appelle de la mécanique classique (transformations de Gallilée). Mais on a montré depuis longtemps que la mécanique classique a ses limites et qu’elle ne permet pas d’expliquer des phénomènes basiques.

Yellowsubmarinele 23/09/2011 à 10:52

Einstein n’a jamais dit que rien ne pouvait aller plus vite que la lumière

La théorie dit que rien ne voyage plus vite que la lumière… Mais seulement dans le point de vue « l’espace ». Il est sûrement possible de voyager « avec » l’espace et donc plus vite que la lumière. Petite analogie : il est impossible de courir à une vitesse supérieure à la vitesse maximale d’un train, mais vous pouvez briser cette barrière en courant « dans » le train en marche. Tout dépend du point de vue dans lequel on se place… C’est ca la relativité ! Peut être serait-il temps de créer une nouvelle Physique dans laquelle la vitesse de la lumière n’est plus une limite. Nous avons bien cru pendant des siècles que les lois Newtoniennes régissaient l’univers et que le Temps était le même en chaque point de cet univers, avant qu’Einstein pointe le bout de nez. La physique a encore bien des secrets à nous faire découvrir.

 Physicists have a stock phrase they trot out whenever someone claims to have made an astounding new discovery about the universe. « Important, » they say, « if true. »
It’s a tactful way of saying « Don’t bet on it, » and they’ve been saying it a lot over the past day or so. The reason: a team of European scientists has reportedly clocked a flock of…

Neutrinos sent through the ground from Cern toward the Gran Sasso laboratory 732km away seemed to show up a tiny fraction of a second early.
« We tried to find all possible explanations for this, » said report author Antonio Ereditato of the Opera collaboration.
« We wanted to find a mistake – trivial mistakes, more complicated mistakes, or nasty…

Insolites
Plus vite que la lumière: un « résultat fou », « trop beau pour être vrai » ?

De Laurent BANGUET (AFP) – Il y a 10 heures  https://plusone.google.com/u/0/_/+1/fastbutton?url=http%3A%2F%2Fwww.google.com%2Fhostednews%2Fafp%2Farticle%2FALeqM5gM8_4pZMNpE6KBtv8-V_Idjhw06A%3FdocId%3DCNG.67b26b29197d3e50829e95832a3c0e48.21&size=small&count=true&db=1&annotation=&hl=fr&jsh=r%3Bgc%2F23217085-590ae8cc#id=I1_1316812875082&parent=http%3A%2F%2Fwww.google.com&rpctoken=703817944&_methods=onPlusOne%2C_ready%2C_close%2C_open%2C_resizeMe

PARIS — Une particule voyageant plus vite que la lumière ? « Trop beau pour être vrai! »: la communauté scientifique peine à y croire et veut d’abord confirmer cette mesure folle qui l’obligerait à repenser la physique actuelle, y compris la théorie d’Einstein.

Les physiciens de l’expérience Opera n’en croyaient pas non plus leurs instruments, mais après avoir tout repris à zéro durant six mois, ils ont bien dû se rendre à l’évidence: les neutrinos qu’ils ont mesurés depuis 2008 ont bien légèrement dépassé la vitesse de la lumière, pourtant considérée comme une « limite infranchissable » jusqu’à présent.

« Ce serait trop beau pour être vrai, c’est pour ça que je suis prudent », résume Alfons Weber, spécialiste en physique des particules à l’Université britannique d’Oxford.

« C’est un très, très gros +si+, mais si c’est confirmé, je ne vois aucune façon de l’expliquer par les modèles actuels ou notre compréhension de l’univers », explique-t-il. « Car l’un des piliers de ces théories est la relativité d’Einstein qui dit que rien ne peut aller plus vite que la lumière », rappelle-t-il.

« La plupart des théories ont été confirmées avec une très, très grande précision, y compris la relativité d’Einstein », insiste M. Weber, qui se penche sur les neutrinos depuis 20 ans.

Et pourtant, selon les relevés effectués par Opera avec une marge d’erreur inégalée, ces particules élémentaires de la matière ont parcouru les 730km séparant les installations du Centre européen de recherches nucléaires (CERN) à Genève du laboratoire souterrain de Gran Sasso (Italie) à une vitesse de 300.006 kilomètres par seconde. Soit 6 km/s de plus que la lumière!

« Je ne connais personne qui puisse réconcilier ces mesures avec les théories actuelles. A moins qu’il n’y ait une erreur de mesure! », tranche Alfons Weber.

Antonio Ereditato, porte-parole d’Opera, reconnaît volontiers que « ce résultat est fou ».

« Nous avons cherché la moindre source d’erreur possible qui aurait pu fausser la mesure dans notre expérience, nous n’avons rien trouvé! », assure-t-il.

« Nous en appelons maintenant à l’aide des autres », avoue M. Ereditato qui, ironie de l’histoire, est aussi le directeur du Centre Albert Einstein pour la physique fondamentale, à Berne.

Aussi déstabilisants soient-ils, « on ne peut pas cacher ces résultats sous le tapis! Nous avons le devoir moral de dire quelque chose. Si nous le faisons, c’est précisément parce que nous voulons être scrutés au microscope par la communauté scientifique », explique le physicien du CERN.

Une communauté qui ne cachait pas son scepticisme devant cette publication « révolutionnaire » et qui a déjà commencé à « chercher la petite bête » dans ces mesures « incompatibles » avec les théories actuelles, à l’instar de Pierre Binetruy, directeur du Laboratoire Astroparticule et cosmologie à Paris.

« La physique est une science expérimentale, donc si un fait est scientifiquement établi, j’y crois. C’est ce qu’il va falloir vérifier parce que cette observation défie l’entendement », juge, dans Libération, un autre théoricien, Pierre Fayet, de l’Ecole normale supérieure,

En privé, un expert anglo-saxon ne cache pas son incrédulité: « Etant donné que je crois aux théories que nous avons et que cette mesure est la seule indication que quelque chose cloche, je pense qu’il y a un biais dans la mesure. J’ai l’impression que ça ne va pas résister très longtemps… »

Aussi modeste que prudent, Antonio Ereditato assure attendre avec impatience de nouvelles mesures de projets concurrents aux Etats-Unis (Minos) et au Japon (T2K).

« Ce qui compte, c’est de faire d’autres mesures », insiste-t-il.

Neutrinos plus rapide que la lumière: «Pas question d’abandonner les théories d’Einstein»

CERN | Le professeur Alain Blondel est chef du groupe des neutrinos à l’Université de Genève. Il réagit à l’annonce du CERN selon laquelle les physiciens ont mesuré des neutrinos voyageant à une vitesse plus élevée que celle de la lumière.

© Jean-Luc Caron, CERN | Les protons, accéléré dans SPS au CERN, seront projetés sur une cible en graphite, produisant des pions et des kaons. Ces particules, à la durée de vie courte, passeront dans un tube où elles se désintègreront en neutrinos du muon. Le détecteur à Gran Sasso, Italie (732 km) pourra peut être observer les oscillations des neutrinos du muon en neutrinos du tau.
Liens en relation avec l’article :

Anne-Muriel Brouet | 23.09.2011 | 11:22

Le professeur Alain Blondel est chef du groupe des neutrinos à l’Université de Genève. Il réagit à l’annonce du CERN selon laquelle les physiciens ont mesuré des neutrinos voyageant à une vitesse plus élevée que celle de la lumière.

Que vous inspire cette nouvelle?
Surprise et scepticisme. J’ai appris cela hier soir sur Facebook. Les scientifiques de cette expérience ont fait un travail phénoménal, d’autant plus que toutes les mesures sont en sous-terrain. C’était un casse-tête métrologique. La différence qu’ils obtiennent, 20 mètres, est très importante à l’échelle de ce que l’on voit d’habitude. C’est très étonnant pour des neutrinos et, décidément, ils pourraient nous réserver beaucoup de surprises.
Cela dit, avant de s’emballer, je crois que la première phase consiste maintenant à vérifier de façon sérieuse ce qu’il s’est passé. Il existe des faisceaux semblables de neutrinos aux Etats-Unis et au Japon, sur lequel je travaille.

Combien cela prendra-t-il de temps ?
Le temps de la physique des particules n’est pas celui des neutrinos. Mais on peut imaginer que l’été prochain on ait des réponses plus claires.

Et si le résultat est avéré, les théories d’Einstein iront-elles à la poubelle ?
On ne jette jamais des théories à la poubelle ! Quand on découvre quelque chose de nouveau, on améliore la théorie, on ajoute une couche, comme une poupée russe. Il n’est pas question d’abandonner les théories d’Einstein qui sont vérifiées par les faits expérimentaux. Si c’est avéré, les neutrinos pourraient aider à expliquer les trois principaux mystères de l’Univers : la disparition de l’antimatière, la matière noire et l’expansion apparemment accélérée de l’Univers.

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