Physique - Plus vite que la lumière

Des chercheurs du CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, ont observé que des neutrinos, particules élémentaires de la matière, dépassaient la vitesse de la lumière, une limite considérée jusqu’à aujourd’hui comme infranchissable en vertu de la théorie de la relativité restreinte d’Einstein. Si leurs résultats se confirment, ce sont les fondements mêmes de la physique moderne qu’il faudra revoir.

Cette observation des plus étonnantes a eu lieu alors qu’une équipe de physiciens cherchaient à calculer combien de neutrinos muoniques émis par l’accélérateur du CERN sis sous la frontière franco-suisse s’étaient transformés en neutrinos tauiques à leur arrivée au laboratoire souterrain de Gran Sasso, en Italie, situé 731 kilomètres plus loin. Les neutrinos sont des particules élémentaires émises en grandes quantités lors de réactions nucléaires, comme celles qui se produisent au cœur du Soleil. Ces particules traversent la matière sans vraiment interagir avec elle, puisque à peine 1 neutrino sur 10 milliards est intercepté par un atome de matière, mais en changeant parfois de «couleur», passant de la forme muon à tau, par exemple.

Alors qu’ils effectuaient leur expérience, les équipes d’Antonio Ereditato du CERN et de Dario Autiero du CNRS en France ont mesuré à leur grande surprise que les neutrinos atteignaient le détecteur Opera dans le laboratoire de Gran Sasso, en moyenne 60 nanosecondes (60 milliardièmes de seconde) plus tôt que la lumière. Les neutrinos voyageaient à une vitesse de 300 006 kilomètres/seconde, soit 6 km/s de plus que la vitesse de la lumière. Un décalage infinitésimal, mais qui demeure incompatible avec la théorie d’Einstein.

Perplexes devant un résultat aussi déroutant, les chercheurs ont voulu vérifier qu’il ne s’agissait pas d’une banale erreur de mesure ou d’un effet instrumental. Pour ce faire, ils ont répété la même expérience près de 15 000 fois afin d’obtenir des résultats qui soient statistiquement significatifs. Comme subsiste toujours la possibilité d’une «erreur systématique», les chercheurs ont décidé de publier leurs résultats étonnants afin qu’ils soient examinés par l’ensemble de la communauté des physiciens qui peut-être les réfutera. Si elle les confirme, cette découverte chamboulera complètement les théories de la physique.
8 commentaires
  • Jean-Pierre Audet - Abonné 22 septembre 2011 19 h 28

    Tout devient possible (bis)

    Je crois avoir envoyé par erreur un message précédent à peine ébauché. J'écrivais donc que l'expérience du CERN, si elle est confirmée par la communauté scientifique, bouleversera possiblement aussi grandement la science physique que la théorie d’Einstein avait bouleversé la physique de Newton. Il s'agissait, on s'en souvient, de calculs qui ne différaient de ceux de Newton que lorsqu'un objet s'approchait de la vitesse de la lumière. L'intuition d’Einstein lui avait permis, grâce à la vitesse de la lumière considérée alors comme indépassable, de démontrer l'équivalence de masse et énergie. Puis de démontrer que les corps, plutôt que de s'attirer, suivent une trajectoire d'espace déformée par les corps massifs. (Suite à venir)

  • André Chevalier - Abonné 22 septembre 2011 19 h 37

    Voilà l'explication !

    Je me suis toujours demandé comment Lucky Luke arrivait à tirer plus vite que son ombre.

  • Jean-Pierre Audet - Abonné 22 septembre 2011 19 h 42

    Tout devient possible (ter)

    Mais si des neutrinos, difficilement détectables jusqu'à maintenant à cause de leur petitesse, peuvent dépasser la vitesse de la lumière, il faudra en effet tout reprendre à neuf, non pas que rien ne soit valable tant dans l'infiniment grand que dans l'infiniment petit, mais de nouveaux calculs seront à réaliser, ne serait-ce pour savoir si d'autres objets jusqu'à maintenant indétectables, ne pourraient pas encore davantage que les neutrinos dépasser la vitesse de la lumière. Il faudra certes faire attention aux tentations de science fiction. Mais rien ne prouve que la physique newtonienne complétée par la quantique soit le fin mot de notre connaissance de l'univers. À preuve ces réflexions d'un Stephen Hawking qui imagine maintenant non pas un univers encore peu connu dans ses premiers milliardièmes de seconde, mais plusieurs dont les forces ou constantes pourraient différer de celles du nôtre au point où nous serions possiblement le fruit d'un hasard quasi irreproductible. Allez donc savoir...

  • Sylvain Auclair - Abonné 22 septembre 2011 20 h 25

    Masse au repos

    Mais les neutrinos n'ont-ils pas aucune masse au repos, ce qui rendrait ce record théoriquement plus probable?

  • Marc-Aurèle Lachance - Inscrit 22 septembre 2011 22 h 13

    Une révolution scientifique en vue?

    Des questions pouvant chicoter le lecteur de cet article, je retiens celles-ci: de l'information peut-elle être envoyée plus vite que la lumière via ces neutrinos?

    Faut-il encore s'étonner du succès des querelles politiques face à des questions de fond touchant notre connaissance de notre environnement?