Cinq mois de travail précis et consciencieux, à la recherche de cette erreur, de ce problème qui aurait réduit en cendre les résultats de la découverte la plus spectaculaire de 2011 : les neutrinos auraient une vitesse supérieure à celle de la lumière (voir notre news). Et aujourd'hui ce n'est pas une, mais deux erreurs que les chercheurs du projet OPERA reportent : un problème dans la synchronisation des horloges atomiques utilisées pour mesurer le départ et l'arrivé du faisceau de neutrinos, et un dans le câble qui sert à connecter le système GPS à l'ordinateur.
"La première anomalie, de type mécanique, concerne un problème de transmission du signal qui synchronise l'horloge de Gran Sasso avec celle du Cern" explique Antonio Masiero, directeur de la section de Padoue de l'Institut National de Physique Nucléaire (INFN). Pour connaitre les instants exact auxquels le faisceau part et arrive, il est nécessaire que les deux instruments soient parfaitement synchronisés. Cette synchronisation se réalise avec un GPS, et c'est là que se trouve le problème. Il semble que la fibre optique qui relie le GPS à l'ordinateur, qui analyse les données ne maintienne pas constant le temps de transmission, et l'accélère parfois. "Nous ne pouvons pas savoir comment s'est comporté le câble au moment de l'expérience, mais il est préoccupant que l'erreur soit de l'ordre de la dizaine de nanosecondes mesurées en moins".
Schéma du faisceau de neutrinos CNGS entre le CERN et Gran Sasso. Au terme de trois ans d'analyses complexes, l'expérience OPERA dédiée à l'observation - depuis le laboratoire INFN du Gran Sasso (Italie) - du faisceau de neutrinos CNGS en provenance du CERN, à 730 km de distance a permis de conclure que les neutrinos parvenaient à destination plus rapidement que prévu. D'après les calculs, les neutrinos ont en effet 60 nanosecondes d'avance sur les 2,4 millisecondes qui devraient leur être nécessaires pour parcourir la distance séparant le CERN du Gran Sasso à la vitesse de la lumière.
© CNRS Photothèque / FADAY, Jean-Marc
Le second problème est lié à une carte logique, qui a enregistré un défaut sur le temps de parcours des neutrinos. "Nous avons cette fois-ci une erreur qui va dans le sens opposé. C'est comme si l'horloge avait donné un temps supérieur à celui réellement mis par les neutrinos. Pour le moment il est difficile de quantifier cette erreur. Les chercheurs y travaillent : si elle était du même ordre de grandeur que l'autre, on pourrait penser à une compensation, mais tout est à vérifier" ajoute Antonio Masiero
"Nous avions nos doutes au début, nous les avons encore. Nous avons durement travaillé pour chercher la cause de cette anomalie" a dit Antonio Ereditato de l'INFN et coordinateur du projet OPERA. "Nous avons fait, refait, et encore refait tout les tests possibles, et nous avons appris chaque fois quelque chose de nouveau. Nous avons cherché minutieusement, examinant toutes les erreurs possibles, et nous avons trouvé deux effets (...). Dans une totale responsabilité, transparence et honnêteté, nous présentons ces nouvelles données, avec le même doute que lorsque nous avions annoncé en septembre dernier, une anomalie sur la mesure de la vitesse des neutrinos. Il faut rester calme, car nous n'avons encore aujourd'hui aucune certitude".
Dario Auterio, chercheur au CNRS et collaborateur de l'étude nous rappelle que "dans notre métier le temps de travail est long, il faut de la patience et ne pas céder à la précipitation". Le professeur Stavros Katsanevas, directeur scientifique adjoint de l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3/CNRS) qualifie la présentation faite par Sciences (la revue scientifique qui a annoncé la première l'erreur faite par les scientifiques du projet OPERA) de "beaucoup trop réductrice".
Afin d'apporter de nouveaux éléments, les chercheurs du projet OPERA ont demandé au CERN la possibilité de refaire leur expérience le plus rapidement possible. La production de neutrinos devrait recommencer en mars. " Si notre requête est acceptée, nous pourrions avoir les premiers résultats en avril, sachant que l'enregistrement de données s'étalera jusqu'en novembre ", confie Dario Auterio.
Dans le même temps, les chercheurs de la collaboration MINOS s'apprêtent à réaliser la même expérience, avec des neutrinos produits par le Fermilab, près de Chicago, et envoyés sur une cible dans le Minnesota, distante de 700 km du point de départ. Les résultats devraient également être connus dans l'année et permettront de confirmer si oui ou non les neutrinos ont une vitesse supérieure à celle de la lumière.
