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Neutrinos : fin de la polémique

Einstein et la relativité ne sont finalement pas invalidés par l’expérience OPERA. Les chercheurs du CERN ont admis deux erreurs de mesure qui expliquent pourquoi ils avaient cru détecter des neutrinos plus rapides que la lumière.

Vue du LHC © Cern

La vitesse des neutrinos mesurée par l’expérience OPERA ne remet finalement pas en cause l’une des plus belles théories scientifiques du XXe siècle. Après avoir mis en émoi la communauté scientifique en annonçant fin 2011 qu’ils avaient détecté des neutrinos allant plus vite que la lumière, les chercheurs du CERN font machine arrière et reconnaissent aujourd’hui que ce résultat potentiellement révolutionnaire était en fait dû à deux erreurs de mesure successives. « Même si ce résultat n’est pas aussi excitant que certains l’auraient souhaité, c’est, au fond, celui auquel nous nous attendions tous », a résumé Sergio Bertolucci, directeur de recherche au CERN et coordinateur de l'expérience OPERA, lors de la 25e Conférence Internationale sur la Physique du Neutrino qui se tenait à Kyoto.

Jim Al-Khalili, physicien, déclarait en 2011 :

« Si ces résultats sont confirmés, si on trouve une particule qui va plus vite que la lumière, alors je suis prêt à manger mon caleçon ! »     

En septembre 2011 l’équipe d’OPERA avait publié des résultats révélant que les neutrinos émis à partir des installations du CERN à Genève mettaient 60 nanosecondes (ns) de moins que la lumière à parcourir les 730 km qui les séparent du laboratoire souterrain de Gran Sasso en Italie. Une mesure qui invalidait la théorie de la relativité d’Einstein, qui postule justement que la vitesse de la lumière est une constante fondamentale et une limite indépassable. Dans l'interview ci-dessous, réalisée à l'époque, Jacques Marteau, physicien expérimentateur et membre de la collaboration OPERA qui a effectué les mesures, indiquait les conséquences de cette observation.

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La science en action

Le détecteur d'OPERA © OPERA
Cette publication avait bien entendu immédiatement suscité une polémique quant à la fiabilité des instruments utilisés et des mesures effectuées. De nombreuses rumeurs circulaient depuis des mois, incriminant notamment « une mauvaise connexion de la fibre optique entre le récepteur du GPS et un ordinateur ». Les vérifications effectuées depuis par quatre équipes (Borexino, ICARUS, LVD et bien sûr OPERA) ont finalement abouti à une mesure de la vitesse des neutrinos cohérente avec la théorie d’Einstein… et confirmé les rumeurs d’erreurs expérimentales. L’équipe OPERA a en effet repéré une connexion défaillante qui raccourcissait le temps de parcours réel des neutrinos de 74 ns. Une mesure elle-même faussée par l’horloge utilisée qui avançait de 15 ns. D’où l’avance (erronée) de 60 ns annoncée en septembre 2011...
 
« Cette histoire a captivé le public, et a donné aux gens l’occasion d’observer la méthode scientifique en action – un résultat inattendu a été rendu public, rigoureusement examiné et résolu grâce à la collaboration entre des expériences normalement concurrentes. C’est ainsi que la science avance », a conclu Sergio Bertolucci. Toujours est-il qu’en mars dernier, le précédent coordinateur de l’expérience OPERA, Antonio Ereditato a démissionné de son poste...

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