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Votre Guru doutait fermement de la récente annonce par des scientifiques de l’expérience OPERA, qui a déterminé que certains neutrinos lancés dans le long tube de 730 km, du CERN jusqu’en Italie (Gran Sasso), auraient dépassé la vitesse de la lumière de 60 nanosecondes. Cela remettait en cause l’une théorie fondamentale d’Albert Einstein, voir mon article “Je mange mon caleçon si c’est vrai… ” : les scientifiques sont très sceptiques en ce qui concerne la découverte de particules voyageant plus vite que la lumière.

Donc, beaucoup de scientifiques, très intrigués par les résultats anormaux, ont depuis été occupés à produire des réponses plus mesurées. Dans les trois semaines après l’annonce, plus de 80 explications ont été affichées sur le serveur d’arXiv (où sont soumis et publiée bon nombre d’étude scientifique). Alors que certaines suggèrent la possibilité d’une nouvelle physique, comme des neutrinos qui voyagent à travers des dimensions supplémentaires ou des neutrinos à des énergies particulières voyageant plus vite que la lumière, beaucoup offrent des explications moins révolutionnaires que celle de l’expérience OPERA.

Une des premières objections à l’interprétation “plus rapide que la lumière” est venue d’une observation astrophysique. En 1987, une puissante supernova (SN 1987A) a provoqué un déferlement de lumière et de neutrinos sur la Terre. Des détecteurs avaient observé des neutrinos qui arrivaient environ trois heures avant la lumière, mais cela était dû à des particules légères qui avaient une longueur d’avance. Les neutrinos, qui interagissent à peine avec la matière, ont échappé au cœur de l’explosion stellaire avec une relative facilité, alors que les photons absorbés et réémis par les différents éléments ont pris plus de temps à fuir. Si l’effet de l’Opéra avait été aussi grand que cette précédente observation, les scientifiques ont calculé que les neutrinos devraient être arrivés plus de quatre ans en avance sur la lumière.

D’autres scientifiques, se sont emparés des résultats du “plus rapide que la lumière” pour les confronter au Modèle standard de la physique, qui décrit toutes les particules subatomiques connues et leurs interactions. Selon le modèle standard, les neutrinos à des énergies suffisamment élevées devraient produire une paire virtuelle d’électrons-positron par un processus appelé : émission Cohen-Glashow. Comme expliqué dans un article de Sheldon Glashow lauréat du prix Nobel et ses collègues, ces émanations auraient épuisé l’énergie des neutrinos plus rapide que la lumière, les obligeant à ralentir.

Le physicien Matt Strassler a également noté sur son blog que les propriétés du modèle standard suggèrent que les neutrinos, pour aller plus vite que la lumière, nécessitent que les électrons fassent de même. Mais si les électrons neutrinos se sont déplacés à la vitesse suggérée par l’expérience OPERA, alors les électrons devraient également voyager plus vite que la vitesse de la lumière par au moins une part de milliard, soit un milliardième. Des expériences ont établi des limites théoriques, sur les vitesses des électrons qui, à ces énergies, ne peuvent pas dépasser la vitesse lumière dans le vide de plus de de 5 parts dans mille milliards, rendant efficacement ce scénario impossible.

Parmi les idées les plus récentes, un document évoque la théorie prétendument défiée de la relativité d’Einstein. L’équipe OPERA a utilisé des satellites GPS pour mesurer avec précision la distance des 730 km entre leur détecteur et le faisceau de neutrinos du CERN, où ils ont été produits. Pourtant, selon la relativité restreinte, les calculs seront légèrement différents lorsque deux observateurs se déplacent l’un par rapport à un autre.
Alors que les satellites glissaient autour de la Terre, les positions de la source et du détecteur de neutrinos ont changé. Selon le document, le mouvement compte une divergence de 64 nanosecondes, presque exactement ce que l’équipe OPERA observe.

Finalement, il faudra du beaucoup plus temps à la communauté des physiciens pour déposer une la véritable explication pour les résultats d’OPERA. Jusque-là, un débat vigoureux est susceptible de continuer.

La théorie des neutrinos qui vont plus vite que la lumière : The Hypothesis of Superluminal Neutrinos: comparing OPERA with other Data.

La théorie de l’épuisement du neutrino par une paire d’électrons-positron : New Constraints on Neutrino Velocities.

La théorie du : si les neutrinos vont plus vite que la lumière alors les électrons aussi, sur le blog du physicien Matt Strassler : Another Speed Bump for Superluminal Neutrinos.

Et enfin la théorie du décalage entre la source et le détecteur de l’OPERA observé par les satellites : Time-of-flight between a Source and a Detector observed from a Satellite.

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