[News] Neutrinos: plus vite que la lumière ?

[Ze Venerable]

Pareil sur France Culture il y a eu une émission d'une heure ce vendredi sur le sujet (lien) avec comme invités Gilles Cohen-Tannoudji, Jean-Marc Lévy-Leblond, Thibault Damour et Guy Wormser.

[Oswald_le_fort]

Salut à tous,
Ca fait un bout de temps que je n'ai pas participé, mais comme je suis au CERN maintenant, je peux donner une vue de l'interieur. Tout d'abord ce qui prime dans la communauté c'est le scepticisme. Même chez OPERA il y en a: dans le papier publié, il est dit à la fin qu'ils n'ont pas d'explication. Le ton employé est du genre: "On sait pas ce qu'il se passe, aidez-nous à comprendre". Il faut savoir que cet écart de temps correspond à 18 mètres. Ces 18 mètres, ca peut être des cables (c'est une idée perso, mais partagée par certains collègues). Enfin, ya une publication récente, http://arxiv.org/abs/1109.6562 qui explique pourquoi ce n'est pas possible. C'est en anglais, mais bon. Pour résumer, si les neutrinos vont plus vite que la lumière, ils vont émettre des électrons et des positrons, et vont donc disparaitre (pas observables donc).
Donc pour conclure: c'est un resultat intéressant, mais a prendre avec des pincettes. Il faut attendre la confirmation ou l'infirmation par l'expérience MINOS (aux US).
A+

[Victor]

Pour les câbles il est rare qu'un câble donne des décalages avance par rapport à la mesure si tu peux expliquer

Pour cette idée comme quoi il réagit en émettant des électrons et des positrons
ben justement ça va pas le neutrino n'a pas de charge et ce n'est pas une particule complexe,
puis je vois pas pourquoi il se comporterais comme une particule classique
avec une masse et un champs électromagnétique,
jusque là pas de masse pas de charges pour le neutrino, juste l'énergie

[Oswald_le_fort]

Salut Victor,
Je suis assez content de voir que tu ne change pas trop...
Le coups des cables, ca explique un retard dans le temps de la mesure: si tu mesure des choses plus tard que le temps auquel ces choses se sont produites, mais sans le savoir, tu as alors l'impression qu'elles se sont passées avant, alors qu'en fait elles se sont passées au bon moment. Pour être plus clair, si on décale la mesure du temps de 18 metres-lumière, alors ça colle... Dont les 18 mètres de cables qui pourraient manquer.

Ensuite, pour la publie, je te rappelle quand même que l'on sait depuis pas mal de temps que les neutrinos ont une masse, du moins 2 d'entre eux, puisqu'on a mesuré une différence de masse non nulle (oscillation des neutrinos, l'objectif premier d'OPERA d'ailleurs). Ensuite, comme il est dit dans le papier, le phénomène en action est une sorte (j'insiste sur "la sorte") d'effet cherenkov: quand une particule de masse non nulle (en effet normalement chargée dans le cadre de l'effet cherenkov) se propage dans un milieu (non vide) plus vite que la vitesse de la lumière, alors il radie des photons, photons qui se convertissent en paire e+ e-, et font perdre de l'énergie (et donc de la vitesse) à la particule mère. L'effet Cherenkov est très bien connu, et sert de base à pas mal d'expériences telles Ice Cube, Antares, Super Kamiokande, etc. C'est cet effet qui est responsable de la lueur bleue des bassins contenant des éléments radioactif. Dans le cadre des neutrinos, je n'ai pas lu complètement le papier, mais j'en comprends ce que je dis plus haut. Maintenant, si je me trompe, je suis assez d'avis que Bongo me corrige.

[gzav]

Si on compare l'avance de 60 nanosecondes des neutrinos reçus par les détecteurs sur une distance de 730 kilometres par rapport a la lumiere aux neutrinos émis par la supernovae 1987 du nuage de Magellan on constate que sur une distance de 168 000 années lumiere l'avance aurait du etre de 151 jours,ce qui est tres loin des 3 heures d'avance observées par les détecteurs de l'observatoire de neutrinos japonais de Kamiokande.Messieurs les scientifiques pourraient nous "éclairer" sur ce "paradoxe" qui compromet sérieusement cette mise en cause du génial Einstein.

Ca peut aussi compromettre la distance estimée du nuage de Magellan.

[Victor]

Justement pour la masse des neutrinos "ils" ,les neutrinos n'ont pas un comportement classique en énergies cinétiques ce ne sont pas des énergies cinétiques proportionnelles à V² sinon ils auraient plusieurs vitesses et on n'a pas constaté de variations de vitesses différentes dans ces expériences plusieurs fois répétées, des neutrinos créés avec des énergies différentes au CERN

[bongo1981]

Oh content de voir ici Oswald
Tout me semble correct (d'ailleurs c'est la critique que faisait Sheldon Glashow).

Victor, une particule relativiste n'a pas une énergie donnée par v², cf. le dossier sur la relativité (l'équation classique est une approximation à faible vitesse).

[bongo1981]

Si on compare l'avance de 60 nanosecondes des neutrinos reçus par les détecteurs sur une distance de 730 kilometres par rapport a la lumiere aux neutrinos émis par la supernovae 1987 du nuage de Magellan on constate que sur une distance de 168 000 années lumiere l'avance aurait du etre de 151 jours,ce qui est tres loin des 3 heures d'avance observées par les détecteurs de l'observatoire de neutrinos japonais de Kamiokande.Messieurs les scientifiques pourraient nous "éclairer" sur ce "paradoxe" qui compromet sérieusement cette mise en cause du génial Einstein.

Ca peut aussi compromettre la distance estimée du nuage de Magellan.

Ca le peut, mais il faut savoir que la distance du nuage de Magellan a été déterminée par plusieurs méthodes indépendantes :
- Supernovae Ia
- Céphéides
- Vitesse de l'ensemble par rapport à notre galaxie (elle est soit disant satellite de la notre)

[bongo1981]

Je fais un lien avec l'émission ça m'évitera de dire des conneries
http://www.franceinter.fr/emission-la-t ... t-depassee

Je ne ferai pas non plus de compte-rendu, mais ce lien vaut la peine de s’y attarder.
En résumé, on a 3 intervenants :
- Dario Autiero (impliqué dans l’expérience OPERA)
- Thibault Damour (professeur à l’IHES)
- Pierre Binétruy (directeur de l’APC AstroParticule et Cosmologie)
On n’apprend pas grand-chose de plus, mais ce qui est intéressant, c’est que l’on a un point de vue de physiciens face à cet emballement médiatique. Il faut savoir que le titre de l’article publié (Mesure de la vitesse des neutrinos provenant de CNGS avec le détecteur OPERA , est loin d’être aussi affirmatif que le titre de la presse (Einstein dépassé).
Ils montrent que cela entre tout à fait dans la démarche scientifique :
1) l’équipe d’OPERA trouve quelque chose de bizarre (une vitesse des neutrinos supérieure à la vitesse de la lumière), sur des mesures cumulées depuis 3 ans. Ils demandent à la communauté des physiciens d’examiner leur protocle expérimental en détail, afin de voir où ils auraient fait une erreur. C’est pour quoi ils sont extrêmement prudents dans l’articles, vue la portée des résultats si jamais il n’y a pas d’erreur dans les mesures.
2) D’autres laboratoires vont tenter de reproduire ces résultats (MINOS, ANTARES, Super Kamiokandé) qui sont des détecteurs déjà en place, il faudrait 2-3 ans pour infirmer ou corroborer les mesures.

Un point à se garder en tête est que cette mesure est indirecte, en effet, la réaction est :
1) on accélère un faisceau de protons
2) les protons entrent en collision avec une cible fixe en fer et carbone (je crois)
3) cela produit des pions (ce sont des particules comme les protons, mais faites d’un quark et un anti-quark) qui se déplace au-delà de la cible
4) les pions se désintègrent en muon et anti muon (ce sont des cousins de l’électron en plus lourd)
5) les muons et anti muons se désintègrent en électron positron et neutrinos antineutrinos
On sait à quelques cm près où les protons entrent en collision avec la cible, cependant les pions se désintègrent avec une période de demi-vie, tout comme les muons, ce qui fait que l’on ne sait pas exactement où les neutrinos commencent leur course. Ce n’est qu’une estimation.
Pour l’arrivée, également on ne mesure même pas un ou deux neutrinos par vague. Il est possible que l’on mesure une vitesse de phase et non une vitesse de groupe.

Je trouve que Thibault a fait un commentaire très intéressant sur l’enseignement des sciences. En effet, il nous dit qu’il a ouvert un livre de terminale S, et nulle part, il a trouvé mention de la relativité, ou de la mécanique quantique. Il a même mentionné qu’il y avait une seule photo d’Einstein avec une légende fausse.
Selon Pierre Binétruy, il y a un engouement du grand public sur ces sujets (le LHC, les trous noirs, la relativité, etc… vu le nombre de personnes assistants aux conférences sur ces sujets là), mais il est vrai qu’il y a un vif décalage entre ce qui est enseigné au lycée, et ce qui fait rêver les gens.

Pareil sur France Culture il y a eu une émission d'une heure ce vendredi sur le sujet (lien) avec comme invités Gilles Cohen-Tannoudji, Jean-Marc Lévy-Leblond, Thibault Damour et Guy Wormser.

Quant à cette émission, ça vaut également le coup, parce qu’il y a des petites explications sur le pourquoi d’OPERA, qui a la base n’était pas là pour mesurer une vitesse, mais une oscillation des saveurs des neutrinos.

Bref, je vous recommande d’écouter ces émissions