Les résultats de l’expérience Opera (« Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus »), qui avaient ébranlé le monde scientifique en mesurant fin septembre des neutrinos à une vitesse plus rapide que celle de la lumière, seraient en réalité dus à un mauvais branchement, a assuré mercredi 22 février la revue Science sur son site Internet.
L’expérience OPERA repose en réalité 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.
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.
Une erreur de débutant ?
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 Ronald van Elburg, de l’université de Groningen aux Pays-Bas : « 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 (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 32 nanosecondes. 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 64 nanosecondes, c’est pour ainsi dire ce que le CERN a mesuré. Mais cette explication fait déjà débat. En effet, certains commentateurs s’étonnent et rejettent même l’hypothèse selon laquelle les scientifiques du CERN aient pu commettre une telle erreur. D’autres voies s’élèvent pour affirmer quecette erreur n’a pas pu être commise, puisque le différenteil obtenu via les données GPS affecterait aussi bien la vitesse des neutrinos que celle de la lumière.
Nous aurons donc probablement vite l’occasion de reparler de cet « excès de vitesse » !
par P.T
Sources : Lemonde.fr, Gizmodo.fr