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Les neutrinos n’ont pas dépassé la vitesse de la lumière : explications

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Vous vous souvenez de ce cataclysme qui a dépassé le simple cadre de la recherche scientifique : des neutrinos capables d’aller plus vite que la lumière. Ce sont des chercheurs de l’accélérateur de particules du CERN à Genève qui en avait fait l’expérience. Mais un scientifique vient de démontrer où se trouvait l’erreur dans cette expérience.

Ce sont 60 nanosecondes qui ont mis le feu aux poudres : selon le CERN, les neutrinos ont effectivement mis 60ns de moins que la lumière n’aurait mise pour parcourir une distance donnée dans l’accélérateur de particules.

L’expérience portait le nom OPERA. Et l’excitation était à son comble puisqu’il s’agissait d’une des expériences, sinon l’expérience, les plus marquantes de l’histoire de la physique quantique.

Mais Ronald van Elburg de l’université de Groningen aux Pays Bas a démontré qu’il y avait une erreur.

L’expérience OPERA repose sur 20 cm par rapport à une distance parcourue de 732 km (entre le CERN et le laboratoire de Gran Sasso en Italie). Néanmoins, les chercheurs du CERN précisent qu’ils sont capables de mesurer le moment où les neutrinos sont créés et celui où ils sont détectés à leur « arrivée » grâce à deux horloges distinctes.

Et l’origine de l’erreur proviendrait de ces deux horloges. Elles doivent être parfaitement synchronisées. Elles le sont grâce à des satellites GPS qui émettent un signal d’horloge parfaitement précis aux deux horloges. Mais dans une expérience de cette précision, le temps nécessaire aux ondes provenant des satellites pour atteindre le sol doit être pris en compte. Et surtout, il faut prendre en compte que les satellites se déplacent durant l’expérience. Il y a donc deux systèmes référentiels : celui au sol et celui des « horloges » en orbite.

Et c’est précisément là où le bât blesse. Si on examine l’opération depuis un satellite : les positions respectives des émetteurs de neutrinos et de leur détecteur changent. Selon Elburg : « D’un point de vue de l’horloge, le détecteur se déplace vers la source et par conséquence, la distance parcourue par les particules observées depuis le référentiel horloge est plus courte. »

Comprenez bien : plus courte vue de l’horloge qu’elle ne l’est vue du sol.

Le CERN n’a pas pris en compte le fait que les horloges (ie les sources des horloges, les satellites donc) étaient en orbite. Ils ont négligé cet aspect dans leur mesure.

Et d’après les calculs du physicien, cette erreur se quantifie à 32ns. Mais il faut la doubler à 64ns car la même erreur se produit des deux côtés de l’expérience (aux deux instants de mesure).

Et 64ns, c’est pour ainsi dire ce que le CERN a mesuré.

La théorie de la relativité d’Einstein n’est donc pas mise à défaut par cette expérience.

La communauté scientifique doit toutefois examiner l’argument de van Elburg avant de le confirmer.

 

Article original de ban Elburg en PDF :

http://arxiv.org/pdf/1110.2685v1 

 

 

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[Note du Curateur] Pour avoir un bon puits de lumière, il faut commencer par avoir un peu d'eau, cela coule de source.

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