Les neutrinos plus rapides que la vitesse de la lumière ?

La nouvelle a fait l’effet du bombe dans le milieu scientifique et dans les médias fin septembre 2011 : une expérience réalisée au CERN laisse entendre que les neutrinos iraient plus vite que la vitesse de la lumière ; une vitesse que l’on pensait jusqu’alors impossible à dépasser et sur laquelle la physique des particules s’appuie depuis 100 ans avec la découverte des théories de la relativité générale et restreinte d’Einstein. L’expérience doit être renouvelée. Mais si les résultats s’avèrent exacts, tous les physiciens devront revoir leurs copies... ! Explications par téléphone de Michel Davier, membre de l’Académie des sciences.

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Canal Académie : Les résultats de cette expérience montrant des neutrinos se déplaçant à 300 006 km/s [] sont-ils à prendre avec prudence ?

Michel Davier : Tout résultat expérimental doit être considéré avec prudence, mais quand on a un résultat avec de telles implications scientifiques, on doit l'être encore plus.
Initialement, cette expérience était conçue pour étudier les oscillations de neutrinos. Ces résultats sont en fait le sous-produit de cette expérience, mais un sous-produit qui a bien été contrôlé.

C. A. : Il est donc important de répéter l'expérience par des laboratoires indépendants ?

M. D. : C'est la procédure normale en science, et encore plus lorsque les résultats remettent en question des théories aussi importantes que la relativité restreinte.
Ici, dans ce contexte, la démarche scientifique est réalisée de manière tout à fait remarquable. Les physiciens de la collaboration OPERA qui ont observé ce résultat, ont écrit un article scientifique et ont débattu de leurs conclusions dans un séminaire au CERN. Les résultats ont été évidemment beaucoup discutés dans la communauté et ces physiciens font profil bas, conscients de l’enjeu de leurs résultats. Ils ne cherchent pas du tout à se mettre en avant en disant « Nous avons renversé la relativité restreinte ». Le CERN reste lui aussi prudent dans son communiqué.
Le Japon et les Etats-Unis ont des systèmes qui permettent répéter cette opération. Dans quelques mois, peut-être un peu plus, nous aurons des résultats qui permettront d’infirmer ou de confirmer ceux du CERN.

C. A. : Vos propos sont modérés. D'autres scientifiques refusent d'accorder du crédit à ces premiers résultats. Il faut dire qu'ils remettraient en cause le travail d’une large partie de la communauté scientifique...

M. D. : Énormément de physiciens et d’astrophysiciens utilisent la relativité restreinte. Cette découverte remettrait en cause un pilier de la physique fondamentale. Si cette théorie n'est âgée que de 100 ans seulement, elle demeure cependant utilisée tous les jours.
Cette nouvelle parait incroyable. Il est normal qu’il y ait de telles réactions.
En revanche, on ne peut pas critiquer la démarche du CERN. Les physiciens de l'équipe ne sont pas responsables de la flambée médiatique qui a suivi. Les médias retiennent qu’Einstein se serait trompé, alors qu'il faut prendre le fait scientifique : un résultat a été obtenu, il est en contradiction avec notre dogme sur lequel toute la physique s’échafaude. On doit le confirmer avant d’en tirer les conclusions.

C. A. : Que va-t-il se passer si les résultats s’avèrent exacts ?

M. D. : Ce serait une découverte de premier ordre ! Dans la relativité restreinte, la vitesse de la lumière est la plus grande vitesse que peut atteindre un objet en mouvement et à laquelle on peut transmettre de l’énergie ou de l’information.
La lumière correspond à un déplacement de photon de masse nulle et le fait qu’une particule ait une masse nulle lui confère cette vitesse maximum. On ne peut pas avoir une masse plus basse que zéro. Or, ces neutrinos vont à une vitesse supérieure à ces particules de masse nulle ! Évidemment, c’est très difficile à concevoir sans une remise en question de notions comme les propriétés habituelles de l’espace et du temps.

Michel Davier est physicien de la physique des particules, membre de l'Académie des sciences, professeur à l'Université Paris-sud 11 et travaille en lien étroit avec les équipes du CERN.

En savoir plus :

- Michel Davier, membre de l'Académie des sciences
- Michel Davier sur Canal Académie
- [Nos émissions sur la physique des particules->http://www.canalacademie.com/spip.php?page=recherche&recherche=physique+des+particules&envoyer=Ok]