Les Anomalies Fécondes du Neutrino. On s’en souvient, en septembre dernier, les physiciens de l’expérience OPERA située au laboratoire souterrain du Gran Sasso en Italie annonçaient la nouvelle incroyable que les neutrinos avaient une vitesse supraluminique, supérieure à celle de la lumière.
Cela consistait en une énorme anomalie vis-à-vis de ce qui était couramment admis. Et de fait, il semble bien qu’il s’agisse d’une simple erreur expérimentale. Mais le neutrino, cette particule furtive, depuis sa « naissance » théorique puis sa découverte expérimentale, a toujours montré de nombreuses anomalies, qui ont été à l’origine de plusieurs révisions ou création de nouvelles lois physiques.
Revenons un instant sur l’histoire tumultueuse des neutrinos, ces particules qui baignent l’Univers à raison de 1 milliard de neutrinos pour un proton… Tout d’abord, il faut rappeler que la naissance du neutrino elle-même est le fruit de l’observation d’une forte anomalie dans le phénomène de radioactivité béta. Wolfgang Pauli en 1955. The Ultimate Neutrino Page. Neutrinos. Le neutrino, élusive particule. Comparison of e and mu. Muons make Cherenkov rings with sharp edges, electrons make rings with fuzzy edges.
The following two images show similar electron and muon events. This is real data, not Monte-Carlo simulation. The color scale is time of arrival of light to a phototube. Bottom of the scale (violet and blue) corresponds to early time. Top of the scale (orange, red) corresponds to late time. A time of flight (residual) cut 30 ns wide has been applied to eliminate noise and scattered and reflected light. The histogram on the right shows time charge distribution before the time of flight cut. Size of the square representing a PMT corresponds to amount of light observed. The reason why colors of the rings are somewhat different is that the electron direction is close to the view direction, while the muon traveled somewhat more sideways, from upper left to lower right.
This event occurred at 1998-04-04 08:35:22. This event occurred at 1998-04-04 21:26:08. How these images were made. Relativité restreinte. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
La relativité galiléenne énonce, en langage moderne, que toute expérience faite dans un référentiel inertiel se déroulerait de manière parfaitement identique dans tout autre référentiel inertiel. Devenu « principe de relativité », son énoncé sera ensuite modifié par Einstein pour être étendu aux référentiels non inertiels : de « restreinte », la relativité deviendra « générale », et traitera de plus de la gravitation, ce que ne fait pas la relativité restreinte. La théorie de la relativité restreinte a établi de nouvelles formules permettant de passer d'un référentiel galiléen à un autre. Les équations correspondantes conduisent à des prévisions de phénomènes qui heurtent le sens commun (mais aucune de ces prévisions n'a été infirmée par l'expérience), un des plus surprenants étant le ralentissement des horloges en mouvement[1], qui a permis de concevoir l'expérience de pensée souvent appelée paradoxe des jumeaux.
Et , le premier référentiel. Vitesse de la lumière. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
La vitesse de la lumière dans le vide est une constante physique, et donc un invariant relativiste. Elle est notée pour « célérité[1],[2]», ce terme étant utilisé par les physiciens pour désigner la vitesse de propagation d'un phénomène ondulatoire tel que la lumière. Elle est exacte par définition : sa valeur a été fixée à 299 792 458 mètres⋅seconde-1 en 1983 par le Bureau international des poids et mesures[2], soit 1 079 252 848,8 km⋅h-1. Avant-propos[modifier | modifier le code]
Vitesse supraluminique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Une vitesse supraluminique (superluminal en anglais) désigne une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. Ce terme peut désigner plusieurs phénomènes (le dépassement de la vitesse de la lumière dans le vide ne crée de problèmes théoriques qu'à partir de la découverte de la relativité restreinte) : Historique[modifier | modifier le code] En l'an 50 avant notre ère, Lucrèce semble être le premier auteur à évoquer des vitesses supraluminiques pour des particules, suivant sa conception de la matière et de la lumière[3].
Neutrino. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956. Parce que la découverte de ces particules est récente et parce qu'elles interagissent faiblement avec la matière, au début du XXIème siècle de nombreuses expériences sont consacrées à connaître leurs propriétés exactes.
Histoire[modifier | modifier le code] En 1930, la communauté des physiciens est confrontée à une énigme : la désintégration. OPERA experiment. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Pour les articles homonymes, voir Opéra. Détecteur OPERA au Laboratori Nazionali del Gran Sasso OPERA (acronyme de l'anglais Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) est une expérience internationale de physique des particules, destinée à observer et étudier le phénomène d'oscillation de neutrinos. Elle utilise un faisceau de neutrinos muoniques à haute intensité et à haute énergie produit par le Super Proton Synchrotron (SPS) du CERN à Genève et dirigé vers un détecteur souterrain installé au Laboratori Nazionali del Gran Sasso (en) (LNGS), en Italie, à environ 730 km de distance.
Les expériences ont commencé en été 2006. Le , le CERN annonce que OPERA avait observé pour la première fois un neutrino tauique au sein du faisceau de neutrinos muoniques[1]. , soit une vitesse de 299 799,9 ± 1,7 km/s, 7,4 km/s de plus que la vitesse de la lumière.