Neutrinos d'une autre dimension

Neutrinos d'une autre dimension

www.sciencepresse.qc.ca/sites/www.sciencepresse.qc.ca/files/imagecache/4article/image/2011/09/image_1_0.png" alt=""/>

(Agence Science-Presse) Et si les neutrinos qui jouent à la vedette cette semaine n’avaient pas vraiment voyagé plus vite que la lumière... mais qu’ils révolutionnaient malgré tout la physique?

Rappel:

Le 23 septembre, une équipe internationale de physiciens, représentée notamment par Dario Autiero, de l’Institut de physique nucléaire à Lyon, publie les résultats d’une recherche selon laquelle des neutrinos, au terme d’un voyage de 730km entre l’accélérateur de particules du CERN et un homologue italien, seraient arrivés à destination 60 milliardièmes de seconde (ou 60 nanosecondes) plus vite que la lumière.

Un résultat infime pour lequel les risques d’erreurs les plus grossières semblent avoir été écartés, mais qui n’explique pas pourquoi les neutrinos d'une supernova de 1987, eux, ne sont pas arrivés chez nous avec des années d’avance.

Ce qui serait fascinant, suggèrent divers physiciens ici et là, ce serait qu’ils soient passés par une autre dimension pendant leur voyage entre la Suisse et l’Italie. Cette hypothèse fournirait en tout cas une porte de sortie pour ne pas contredire Einstein, puisque ces neutrinos n’auraient pas dépassé la lumière, tout en ouvrant une porte sur une autre... dimension de la physique!

«Ça pourrait être une révolution», déclare par exemple au New Scientist Thomas Weiler, de l’Université Vanderbilt, l’un de ceux qui théorisent depuis des années sur les «autres dimensions».

Mais l’important n’est pas tant de spéculer sur d’autres dimensions que sur la façon dont on pourrait démontrer qu’elles existent. Et c’est là le «détail» sur lequel trébuche cette partie de la physique théorique depuis très, très longtemps.

D’abord, une métaphore. Ce que nous appelons l’espace-temps, avec ses quatre dimensions —à gauche, à droite, en haut, et le temps— pourrait être, selon une théorie, l’équivalent de la membrane d’une bulle de savon flottant dans un ensemble plus vaste. Il pourrait donc exister une infinité d’autres bulles de savon, mais elles pourraient aussi nous être à jamais inaccessibles. Comment démontrer qu'elles ne nous sont pas inaccessibles? Là est le problème, à partir duquel on peut spéculer à l’infini.

Les spéculations sont la raison pour laquelle certains se passionnent pour la physique théorique. Dans les mots de la journaliste du New Scientist :

Les futurs historiens des sciences pourraient voir ceci, non comme le moment où nous avons abandonné Einstein et cassé la physique, mais plutôt comme le point à partir duquel notre vision de l’espace s’est élargie, de trois à quatre dimensions, ou plus.

Sauf qu'arrive un moment où il faut bien quitter la spéculation et apporter des faits, sans quoi la physique théorique devient de la philosophie. Par exemple, si ces neutrinos sont vraiment entrés dans une autre dimension avant de revenir vers nous —à cause de la gravité, ou à cause de quelque chose d’unique aux neutrinos?— comment pourrait-on détecter cette entrée... ou cette sortie?

Eh bien si elles sortent, il devrait logiquement y avoir quelque part une énergie en moins, qu’un accélérateur de particules, justement comme celui du CERN —le Large Hadron Collider— pourrait détecter. Ce n’est pas comme si on venait juste d’y penser: ça fait effectivement partie des choses que les différentes équipes espèrent détecter (voir ce texte de 2006). Mais où chercher et à quel niveau d’énergie... tout dépend de la théorie. Sans oublier qu'en attendant, il reste à confirmer que ces neutrinos ont bel et bien fait ce qu’on les accuse d’avoir fait.