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 Des particules plus rapides que la lumière

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Clavius
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MessageSujet: Des particules plus rapides que la lumière   Des particules plus rapides que la lumière Icon_minitimeVen 23 Sep - 17:04

Salut

Si la découverte se confirme, la physique et la cosmologie sont entrées dans une nouvelle ère. Une équipe de chercheurs menée par Dario Autiero (Institut de physique nucléaire de Lyon) annonce aujourd'hui avoir observé des neutrinos circulant légèrement plus vite que la lumière.

C'est dans le cadre de l'expérience OPERA, qui s'emploie à détecter - depuis le laboratoire souterrain du Gran Sasso - des neutrinos émis par l'accélérateur du Cern, que cette mesure a été réalisée.

Sur le parcours de 730 km qui sépare les deux sites, une distance que la lumière parcourt en 2,4 millisecondes dans le vide, Dario Auterio et ses collègues ont mesuré une avance des neutrinos de 60 nanosecondes (60 milliardièmes de seconde).

Infime, mais apparemment réelle puisque six fois supérieure à l'incertitude sur la mesure !

Einstein dépassé ?

Depuis l'énoncé de la théorie de la relativité restreinte par Albert Einstein, en 1905, la vitesse de la lumière dans le vide est fixée comme une limite indépassable. L'essentiel de la physique du XXe siècle, en particulier la cosmologie, est bâtie sur ce fondement.

Malgré « les longs mois de recherche et de vérifications » réalisée par l'équipe scientifique avant de publier ce résultat - « totalement inattendu » a avoué Antonio Ereditato, porte-parole de l'expérience - un scepticisme de bon aloi prévaut donc dans les laboratoires.

Un signe avant-coureur en 2007

En 2007, une expérience américaine baptisée Minos avait déjà mesuré ce genre d'effet. Mais avec une incertitude telle sur la mesure que personne, ni même les chercheurs de l'expérience, n'y avaient vraiment crû.

Ces équipes vont maintenant tenter d'affiner leur résultat pour confirmer - ou infirmer - la mesure faite avec OPERA.

La précision de la mesure dépendant notamment du nombre de neutrinos observés - et ceux-ci étant extrêmement difficile à détecter - leur verdict ne devrait pas tomber avant deux à trois ans.

http://www.cieletespace.fr/node/7844
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MessageSujet: Re: Des particules plus rapides que la lumière   Des particules plus rapides que la lumière Icon_minitimeMar 27 Sep - 13:24

Salut

C'est un résultat potentiellement révolutionnaire pour la physique, qui ferait vaciller Einstein sur son piédestal: des particules iraient plus vite que la lumière.. Prudents, les chercheurs qui ont obtenu ce résultat le soumettent à l'avis de leurs confrères.

Ce sont 60 nanosecondes -60 milliardièmes de seconde- qui risquent de mettre la physique dans tous ses états, bouleversant la théorie de la relativité restreinte énoncée en 1905 par Albert Einstein. Une expérience menée depuis plusieurs années entre le Cern et le laboratoire de Gran Sasso, en Italie, montrerait en effet pour la première fois qu’une particule élémentaire voyage plus vite que la lumière. Or selon la théorie fondatrice d’Einstein, rien ne peut aller plus vite que la lumière dans le vide.

Les fauteurs de trouble sont des neutrinos, ces particules «fantômes» qui traversent la matière sans interagir avec elle (lire Le neutrino, une particule insaisissable et facétieuse). Nous sommes traversés en permanence par des dizaines de milliards de neutrinos solaires. Dans le cadre de l’expérience internationale OPERA, un détecteur souterrain de neutrinos a été construit dans le massif des Abruzzes, en Italie. Il détecte et observe un faisceau de neutrinos produits par le laboratoire de physique du Cern, en Suisse, à 730 km de là.

Les photons, particules de la lumière, parcourent la distance en 2,4 millisecondes. Les physiciens d’OPERA, dont Dario Autiero, chercheur du CNRS à l'Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL), ont pourtant observé des neutrinos qui arrivaient plus vite. Sur 730 km ils auraient une avance de 20 mètres sur les photons s'ils faisaient la course, soit un gain de 60 nanosecondes sur le parcours. Des résultats très perturbants, obtenus après observation de plus de 15.000 neutrinos.

Pour valider leurs observations, Autiero et ses collègues ont mobilisé des spécialistes de la métrologie du Cern. Les distances et les durées ont été vérifiées à l’aide de GPS et d’horloges atomiques, pour aboutir à une marge d’incertitude de 20 cm sur les 730 km qui séparent le Cern du Gran Sasso ; et une précision de 10 nanosecondes sur les 60 qui créent l’anomalie.

«Après des mois d’études et de recoupements, nous n’avons découvert aucun effet dû aux instruments qui pourrait expliquer le résultat de la mesure, précise le porte-parole d’OPERA, Antonio Ereditato, de l’Université de Berne (Suisse), sur le site du Cern. Les chercheurs de la collaboration OPERA vont poursuivre leurs études, mais nous attendons également avec impatience des mesures indépendantes qui permettront d'évaluer pleinement la nature de cette observation.»

Les chercheurs ont soumis leurs résultats à la communauté des physiciens en les postant la nuit dernière sur site spécialisé arXiv.org.

Si ces résultats sont confirmés, la vitesse de la lumière -299.792.458 mètres par seconde- perdra son statut de record absolu et infranchissable. La célèbre équation E=mc2, qui relie l’énergie, la masse et la vitesse de la lumière dans le vide (le c de l’équation), devra-t-elle être réécrite ? Les physiciens d’OPERA demeurent prudents. «Les modifications qu’un résultat de ce type peut impliquer pour les lois de la physique peuvent être résumées comme une structure plus complexe de l’espace temps que celle qu’on assume dans la physique actuelle» explique Dario Autiero (voir la vidéo ci-dessous).

«Ces résultats remettent en cause beaucoup trop de choses dans la théorie générale de la relativité pour qu’on les accepte tels quels, réagit de son côté le physicien Yves Sacquin (IRFU/CEA). Il faut les prendre avec des pincettes, même si c’est une équipe de gens très sérieux qui a fait ces observations!»

D’autres expériences sur les neutrinos menées au Japon ou aux États-Unis permettront de confirmer ou d’infirmer les observations d’OPERA dans les mois ou les années qui viennent. Il faut encore patienter avant de réécrire la physique contemporaine !


http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/fondamental/20110923.OBS0935/physique-des-neutrinos-plus-rapides-que-la-lumiere.html
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MessageSujet: Re: Des particules plus rapides que la lumière   Des particules plus rapides que la lumière Icon_minitimeMar 25 Oct - 8:07

Salut

Les neutrinos qui suscitent de forts remous dans la communauté des physiciens -en osant dépasser la vitesse de la lumière- vont faire l'objet de nouvelles mesures.

Le 23 septembre dernier, la "bombe" était révélée à la communauté scientifique et au grand public : des particules voyageraient plus vite que la lumière –limite théoriquement infranchissable d’après la théorie de la relativité restreinte d’Albert Einstein. Des neutrinos partis du Cern seraient arrivés au laboratoire du Gran Sasso, en Italie, 60 nanosecondes trop tôt.
Soumis à l’examen de tous les scientifiques, via le site de partage arXiv, ces résultats vont faire l’objet de vérifications supplémentaires avant d’être soumis à une revue scientifique, annonce le site de Science.
Tensions

De nouvelles expériences vont être menées par la collaboration OPERA, au laboratoire du Gran Sasso, en partenariat avec le Cern, afin de réaliser de nouvelles mesures de la vitesse des neutrinos à travers les 730 km de croûte terrestre qui séparent les deux laboratoires. De vives tensions agitaient l’expérience OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus), qui regroupe 160 chercheurs. D’après un article publié par le site physicsworld.com (Institute of Physics), nombre d’entre eux auraient préféré ne pas communiquer sur ces résultats potentiellement révolutionnaires pour la physique avant d’être certains qu’une source d’erreur ne leur avait pas échappée. Près de la moitié du groupe était opposée à une soumission rapide des résultats à une revue primaire pour publication.
Bombardement de protons

Cet avis l’aurait donc emporté. Pour réaliser les mesures supplémentaires, de nouveaux faisceaux de neutrinos vont être envoyés par le Cern, le laboratoire situé à la frontière franco-suisse. Les neutrinos sont fabriqués en bombardant une cible de graphite avec un faisceau de protons. Jusqu’à présent, les physiciens devaient mener une analyse a posteriori pour calculer à quel moment précis les neutrinos détectés au Gran Sasso avaient quitté le Cern. Pour éviter ce calcul, potentielle source d’erreur, les bouffées de protons seront plus courtes (1 à 2 nanosecondes) et séparés de 500 nanosecondes pour permettre aux physiciens d’OPERA de relier chaque neutrino détecté à un bombardement donné de protons.

Ces expériences devraient commencer prochainement et durer une dizaine de jours, d’après les informations de Science news. Quant aux autres expériences permettant d’invalider ou de confirmer les résultats troublants d’OPERA, elles prendront plusieurs mois.

Depuis le 23 septembre, des dizaines d’articles scientifiques ont été mis en ligne sur ArXiv, soit pour expliquer les résultats soit pour suggérer la source de l’erreur. Les discussions se poursuivent.

http://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/20111024.OBS3142/neutrinos-supraluminiques-les-chercheurs-se-donnent-du-temps.html
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MessageSujet: Re: Des particules plus rapides que la lumière   Des particules plus rapides que la lumière Icon_minitimeJeu 23 Fév - 17:51

Salut

Le secret des neutrinos plus rapides que la lumière se niche-t-il tout bêtement dans la mauvaise connexion d'une fibre optique ?

Depuis que le physicien des particules Dario Autiero a fait part de ses doutes à ses collègues, relayés le 22 février 2012 par la revue Science, le Cern est en ébullition.

D'autant que pour répondre rapidement à cette question, il va peut-être falloir faire passer au second plan l'objectif prioritaire de son puissant LHC : la recherche du boson de Higgs.

60 milliardièmes de seconde

En septembre 2011, l'annonce de la découverte de neutrinos « supraluminiques » avait été accueillie avec autant de curiosité que de scepticisme. L'inviolabilité de la vitesse de la lumière étant un pivot de la physique depuis Einstein, comment les neutrinos de l'expérience Opera étaient-ils parvenus à voyager plus vite qu'elle ?

D'où venait leur avance infime de 60 milliardièmes de seconde sur le temps qu'aurait mis la lumière pour parcourir le même trajet : 730 km entre l'accélérateur du Cern à Genève et le laboratoire de physique des particules du Gran Sasso ?

L'hypothèse d'une erreur de mesure a toujours été jugée la plus probable par les spécialistes de métrologie (notamment Peter Wolf, du laboratoire LNE-Syrte, dans les colonnes de Ciel & Espace en novembre 2011). Avec la découverte de l'erreur de chronométrage induite par la mauvaise connexion d'une fibre optique, utilisée dans le GPS de l'expérience, elle semble se confirmer.

Un instrument à 2 milliards d'euros

Pour en avoir le cœur net, il va toutefois falloir recommencer rapidement l'expérience et, doté d'un chronomètre « réparé », mesurer à nouveau la vitesse des neutrinos entre le Cern et le Gran Sasso.

Problème : les accélérateur du Cern (qui produisent les neutrinos de l'expérience) sont en maintenance jusqu'à la fin du mois de mars 2012. Surtout, lors du redémarrage, la priorité est censée revenir aux expériences du LHC, l'accélérateur à 2 milliards d'euros lancé à la recherche du boson de Higgs. Faudra-t-il donc attendre le mois de mai, prochain créneau alloué à l'expérience sur les neutrinos, pour savoir enfin si Einstein tient sa revanche ?

Le Cern doit trancher

Il s'agit in fine d'une question de politique scientifique. D'autant plus politique, d'ailleurs, qu'une autre expérience du Cern située au Gran Sasso, Borexino, se prépare à réaliser en mai sa propre mesure sur les neutrinos.

En respectant les échéances prévues, la direction du Cern pourrait permettre aux chercheurs de Borexino d'être les premiers à contredire Opera. Au contraire, modifier le calendrier du LHC permettrait de trancher au plus vite la controverse. Et incidemment, cela permettrait à Dario Autiero d'annoncer lui-même le fin mot de l'histoire.

Mais la quête du Graal de la physique des particules, la recherche du « Higgs », peut-elle attendre ? À l'heure où beaucoup pensent être arrivés enfin au seuil de sa découverte, faut-il repousser l'échéance ? Cela doit se décider à Genève.

http://www.cieletespace.fr/node/8657
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MessageSujet: Re: Des particules plus rapides que la lumière   Des particules plus rapides que la lumière Icon_minitimeSam 17 Mar - 9:46

Salut

Les physiciens de l'expérience OPERA avaient annoncé un résultat surprenant en septembre 2011 : certains neutrinos se déplaceraient à des vitesses supérieures à celle de la lumière. Le mois dernier, ils indiquaient avoir repéré deux sources d'erreurs expérimentales, qui pourraient invalider cette mesure étonnante. De nouveaux tests sont prévus pour le mois de mai.

Mais l'expérience ICARUS annonce, à son tour, ses propres résultats. Ce détecteur se trouve dans le même laboratoire qu'OPERA et a utilisé le même faisceau de neutrinos pour faire une mesure similaire sur la vitesse de ces particules. Il leur a fallu un peu plus de temps que l'équipe d'OPERA pour analyser leurs données : l'expérience ICARUS observe uniquement des neutrinos arrivant à l'heure et n'excédant pas la vitesse de la lumière.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-neutrinos-icarus-enfonce-le-clou-29320.php
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