Des neutrinos plus rapides que la lumière !

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

Une explication possible :

 

http://www.lemonde.fr/planete/article/2011/10/07/neutrinos-plus-rapides-que-la-lumiere-une-illusion-d-optique_1583803_3244.html#ens_id=1576754

 

Ils n'envisagent que la vitesse de phase, mais dans certains cas ça marche aussi avec la vitesse de groupe.

 

L'hypothèse développée dans le papier en question : http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1110/1110.0762v1.pdf est en effet intéressante.

 

L'idée serait que les paquets de neutrinos sont produits dans un état quantique cohérent qui interagit avec la matière de telle sorte que la vitesse de phase des paquets est plus grande que celle de la lumière.

 

Cela repose sur pas mal d'hypothèses, notamment que le détecteur OPERA est sensible à la vitesse de phase, ce qui me parait bizare, mais il est théoriquement possible de tester l'idée, par exemple en faisant varier le nombre de neutrinos dans les paquets. A suivre...

 

Dominique

[Beam]

Bonjour,

 

 

 

 

Dominique

 

Juste pour te remercier de la qualité de tes interventions ici. Vraiment.

[iksarfighter]

/mode_candide on

 

Cela veut-il dire que si l'onde se dilate dans l'espace suite à la nature du milieu de propagation, il est alors possible que le cumul de plusieurs débuts de phase "simule" dans le détecteur le passage d'un maximum ?

Faisant ainsi apparaître une vitesse supraluminique qui n'est alors qu'apparente ?

 

/mode_candide off

Modifié 7 octobre 2011 par iksarfighter
termes...

[Dodgson]

Bonjour,

 

 

 

L'hypothèse développée dans le papier en question : http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1110/1110.0762v1.pdf est en effet intéressante.

 

L'idée serait que les paquets de neutrinos sont produits dans un état quantique cohérent qui interagit avec la matière de telle sorte que la vitesse de phase des paquets est plus grande que celle de la lumière.

 

Cela repose sur pas mal d'hypothèses, notamment que le détecteur OPERA est sensible à la vitesse de phase, ce qui me parait bizare, mais il est théoriquement possible de tester l'idée, par exemple en faisant varier le nombre de neutrinos dans les paquets. A suivre...

 

Dominique

 

C'est, formulée plus clairement et certainement avec plus de compétence, l'idée que j'avais exprimée dans le message 91 de ce fil (24 septembre dernier). Il faut être bien sûr que la vitesse que l'on mesure est la vitesse de front d'onde, et pas la vitesse de phase, ni même la vitesse de groupe, qui elle aussi peut (parfois) dépasser la vitesse c de la théorie de la RR. Un neutrino n'est pas qu'un corpuscule, c'est une entité quantique (un quanton selon la terminologie de Bunge et de Lévy-Leblond), qui a donc aussi une "face" ondulatoire.

[Dom de Savoie]

Bonsoir,

 

@Beam : Merci pour ton commentaire, c'est sympa.

 

@Iksarfighter : La façon de l'exprimer est approximative. mais l'idée est bien là.

 

@Dogson : Dans le papier de Ram Brustein et Dmitri Semikoz ce n'est pas la vitesse de phase de l'onde associée à chaque neutrino qui est prise en compte. Ils précisent bien que cet effet sur un neutrino unique serait extrêmement faible. Ils avancent l'hypothèse d'un effet collectif amplifié par le grand nombre de neutrinos.

 

Les auteurs raisonnent par analogie avec la propagation d'une onde lumineuse dans un milieu d'indice n. La vitesse de phase de l'onde étant donné par v=c/n, donc si n est <1 la vitesse de phase devient plus grande que c.

 

Quand les neutrinos se propagent, ils sont soumis à l'interaction faible, ce qui fait qu'ils interagissent faiblement (par échange de bosons W et Z) avec les particules constituant l'écorce terrestre (électrons, protons et neutrons). L'argument avancé est que si les neutrinos sont dans un état quantique cohérent (ce qui semble pouvoir être le cas, vue la façon dont les neutrinos sont produits), au cours de leur propagation il peut y avoir apparition de phénomènes non linéaires qui font que le milieu de propagation (l'écorce terrestre) acquière un indice inférieur à 1.

 

Les auteurs indiquent qu'il existe des phénomènes non linéaires collectifs en optique, par exemple l'effet Kerr (bi-réfringence) qui dépendent de l'intensité du faisceau lumineux incident.

 

Dominique

[duschnok]

Un truc qui a deja ete observe en optique: un phenomene non-lineaire qui rabote l'arriere du pulse. Si on mesure le sommet de la distribution, elle peut voyager plus vite que c. Mais si on mesure le front de la distribution (= la premiere particule, en quelque sorte), ca ne va pas plus vite que c. L'information a donc voyage a la vitesse reglementaire.

[Dodgson]

Un truc qui a deja ete observe en optique: un phenomene non-lineaire qui rabote l'arriere du pulse. Si on mesure le sommet de la distribution, elle peut voyager plus vite que c. Mais si on mesure le front de la distribution (= la premiere particule, en quelque sorte), ca ne va pas plus vite que c. L'information a donc voyage a la vitesse reglementaire.

 

Oui. Il y a un physicien du CNRS (Eric Picholle, LPMC, Nice) qui en connait un rayon là-dessus. D'autres physiciens du CNRS aussi certainement, mais je ne les ai pas entendus sur ce sujet.

[Dodgson]

Deux scientfiques travaillant sur les neutrinos assassinés :

 

http://www.lefigaro.fr/flash-actu/2011/10/08/97001-20111008FILWWW00381-deux-scientifiques-tues-dans-le-caucase.php

 

(je me demande s'ils étaient connus de la collaboration OPERA)

[nonobe]

contant de voir que l'opinion que j'avais sur la vitesse de la lumière soit disant pas dépassable était ou est peut être juste et fondée

Modifié 8 octobre 2011 par Poussin38
orthog...

['Bruno]

Pour l'instant cette opinion n'est pas acceptée par la communauté scientifique puisqu'on recherche une faille dans l'expérience ou son interprétation.

[Poussin38]

Et nous resterons sur les aspects concrets de cette découverte voire sur d'éventuelles conjectures scientifiques étayées (publications notamment), rien d'autre.

[julon2000]

contant de voir que l'opinion que j'avais sur la vitesse de la lumière soit disant pas dépassable était ou est peut être juste et fondée

 

Opinion... Les résultats de cette expérience soulèvent tellement d'intérêt parce qu'ils sont objectifs: l'opinion n'a rien à y faire (ce sont les sciences humaines qui s'occupent des opinions - aïe pas taper!)

[Dodgson]

Bonsoir,

 

@Dogson : Dans le papier de Ram Brustein et Dmitri Semikoz ce n'est pas la vitesse de phase de l'onde associée à chaque neutrino qui est prise en compte. Ils précisent bien que cet effet sur un neutrino unique serait extrêmement faible. Ils avancent l'hypothèse d'un effet collectif amplifié par le grand nombre de neutrinos.

 

Les auteurs raisonnent par analogie avec la propagation d'une onde lumineuse dans un milieu d'indice n. La vitesse de phase de l'onde étant donné par v=c/n, donc si n est <1 la vitesse de phase devient plus grande que c.

 

Quand les neutrinos se propagent, ils sont soumis à l'interaction faible, ce qui fait qu'ils interagissent faiblement (par échange de bosons W et Z) avec les particules constituant l'écorce terrestre (électrons, protons et neutrons). L'argument avancé est que si les neutrinos sont dans un état quantique cohérent (ce qui semble pouvoir être le cas, vue la façon dont les neutrinos sont produits), au cours de leur propagation il peut y avoir apparition de phénomènes non linéaires qui font que le milieu de propagation (l'écorce terrestre) acquière un indice inférieur à 1.

 

Les auteurs indiquent qu'il existe des phénomènes non linéaires collectifs en optique, par exemple l'effet Kerr (bi-réfringence) qui dépendent de l'intensité du faisceau lumineux incident.

 

Dominique

 

Merci pour l'article de Brustein et Semikoz.

 

Le phénomène est bien connu en ce qui concerne les impulsions lumineuses. Voir "Dépasser la vitesse de la lumière", Alain Haché, La Recherche, n° 360 :

 

[...]

Au milieu du XXe siècle, les physiciens Léon Brillouin et Arnold Sommerfeld ont calculé les premiers que, dans certaines conditions, une impulsion lumineuse pourrait se déplacer plus vite que c [2]. L'onde électromagnétique deviendrait alors « supraluminique ».

 

Il n'y a pas là de contradiction avec le postulat d'Einstein. Celui-ci interdit seulement qu'une onde transporte de l'énergie ou de l'information plus vite que la lumière. Mais une impulsion de durée limitée, ou un signal modulé quelconque, possède deux vitesses : la vitesse de phase et la vitesse de groupe, qui peuvent toutes deux excéder c [fig. 1] et qui ne sont pas forcément égales à la vitesse de propagation de l'énergie ou de l'information du signal.

[fin de citation]

 

Voir aussi

fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_supraluminique

[albatros]

Bonsoir,

 

@Beam : Merci pour ton commentaire, c'est sympa.

 

@Iksarfighter : La façon de l'exprimer est approximative. mais l'idée est bien là.

 

@Dogson : Dans le papier de Ram Brustein et Dmitri Semikoz ce n'est pas la vitesse de phase de l'onde associée à chaque neutrino qui est prise en compte. Ils précisent bien que cet effet sur un neutrino unique serait extrêmement faible. Ils avancent l'hypothèse d'un effet collectif amplifié par le grand nombre de neutrinos.

 

Les auteurs raisonnent par analogie avec la propagation d'une onde lumineuse dans un milieu d'indice n. La vitesse de phase de l'onde étant donné par v=c/n, donc si n est <1 la vitesse de phase devient plus grande que c.

 

Quand les neutrinos se propagent, ils sont soumis à l'interaction faible, ce qui fait qu'ils interagissent faiblement (par échange de bosons W et Z) avec les particules constituant l'écorce terrestre (électrons, protons et neutrons). L'argument avancé est que si les neutrinos sont dans un état quantique cohérent (ce qui semble pouvoir être le cas, vue la façon dont les neutrinos sont produits), au cours de leur propagation il peut y avoir apparition de phénomènes non linéaires qui font que le milieu de propagation (l'écorce terrestre) acquière un indice inférieur à 1.

 

Les auteurs indiquent qu'il existe des phénomènes non linéaires collectifs en optique, par exemple l'effet Kerr (bi-réfringence) qui dépendent de l'intensité du faisceau lumineux incident.

 

Dominique

je pense avoir compris...mais question ç'est expliqué ,prouvé, la notion de "phénomene non linéaires? dans lécorce terrestre?" ou une idée qu'on rajoute au bout d'une experince delicate non refaite pour l'instant..

 

astroamicalement

 

JC

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

je pense avoir compris...mais question ç'est expliqué ,prouvé, la notion de "phénomene non linéaires? dans lécorce terrestre?" ou une idée qu'on rajoute au bout d'une experince delicate non refaite pour l'instant..

 

astroamicalement

 

JC

 

C'est effectivement comme tu le dis "une idée qu'on rajoute au bout d'une expérience délicate non refaite pour l'instant".

 

Mais ce n'est pas pour autant une idée fantaisiste, elle repose sur un certain nombre d'hypothèses qui semblent raisonnables. Elle a surtout l'avantage d'être vérifiable moyennant quelques modifications des conditions expérimentales. Par exemple, en diminuant le nombre de neutrinos dans les pulses d'un facteur 2, l'effet sur la vitesse des neutrinos devrait être diminué d'un facteur 4.

 

D'autre part les effets de matière sur les neutrinos existent et sont nécessaires pour expliquer le phénomène d'oscillation observé sur les neutrinos solaires, il s'agit de l'effet MSW. Voir la page : http://en.wikipedia.org/wiki/Mikheyev%E2%80%93Smirnov%E2%80%93Wolfenstein_effect (en anglais).

 

Dominique

[starac]

Avant on était limité à 299.792 km/s. Maintenant' date=' on peut espérer naviguer 6 km/s plus vite, soit 299.798 km/s (si on est un neutrino). Tu penses vraiment que ça change quelque chose pour les voyages interstellaires ? [/quote']

 

Bonjour,

 

Suivant la destination, on n'aura plus le temps de terminer sa tasse de café avant le débarquement

 

J'suis qu'un astram, pas un scientifique et encore moins un matheux.

Mais il y a de ces règles qui ne gouvernent pas simplement les objets ou phénomènes étudiés par la science, mais l'évolution de la science elle-même, dont celle qui veut qu'en général, chaque modèle est condamné un jour ou l'autre à s'emboîter dans un modèle plus large. Ce n'est qu'une question de ... temps.

Quant à savoir si l'expérience en question est le précurseur d'un modèle plus général ? Joker.

[elarwen]

Vu dans Les Cahiers du Foot:

 

La minute scientifique de Guy Roux

"Un carton jaune c'est un tiers de suspension. Une demie suspension pendant le match et un autre tiers si on prend un carton jaune le match suivant. On est à deux tiers de suspension soit à un carton de la suspension." (Foot+)

L'explication la plus probable sur les neutrinos plus rapides que la lumière c'est que Guy Roux s'est chargé des calculs.

[yui]

L'explication la plus probable sur les neutrinos plus rapides que la lumière c'est que Guy Roux s'est chargé des calculs.

En tout cas pour les cartons il a bon c'est effectivement ça : si un joueur commence un match en s'étant topé un carton jaune lors de deux matchs précédents et qu'il s'en tope un au cours du match il est exclu direct car ce jaune cumulé aux deux jaunes précédents équivaut à un rouge.

3 jaunes issus de 3 matchs différents = 1 rouge

D'où l'interprétation : 1 jaune = 1/3 de rouge

C'est intéressant en fait : la valeur d'un carton jaune (son impact) n'est connue qu'après coup (pas uniquement à la fin du match mais à la fin des matchs ultérieurs sur lesquels il est susceptible d'etre reporté ) cela n'est pas valable en championnat je crois mais uniquement lors de compétitions telles que la coupe du monde et encore je crois qu'à partir des quarts de finales les compteurs de cartons jaunes topés précédemment sont remis à zéro

 

Voilà

[yui]

C'est pour cela que le présentateur en début de match annonce parfois "attention ce joueur est sous le coup d'un carton jaune" alors qu'il n'a même pas encore touché le ballon

Désolé hein, mais c'était la seule occasion pour moi d'intervenir dans cette lumineuse discussion

[jarnicoton]

Désolé hein, mais c'était la seule occasion pour moi d'intervenir dans cette lumineuse discussion

 

Ben tu vois, y'en a d'autres qui, même ça, n'auraient pas su...

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

Voici quelques nouvelles fraîches sur les neutrinos d'Opera:

 

- Jusqu'à présent tous les papiers dans ArXiv prétendant avoir mis le doigt sur un problème dans l'analyse des données ont été réfutés par la collaboration.

 

- Plusieurs instituts spécialisés dans la métrologie ont validé les mesures de distances ainsi que la synchronisation des horloges.

 

- De nombreux contrôles ont été entrepris afin d'essayer de mettre en évidence un biais systématique ou un problème statistique. Pour l'instant aucun problème n'a été vu.

 

- La nouvelle la plus importante est que le CERN va modifier la structure du faisceau afin de faire des paquets de protons (donc de neutrinos) de 1 ns de large et espacés de plus de 100 ns. Il sera donc possible d'associer chaque neutrino détecté au Gran Sasso à un paquet précis et de connaitre le timing à la nanoseconde près. Cette technique va diminuer considérablement l'intensité du faisceau et l'expérience Opera ne pourra détecter que 1 neutrino par jour en moyenne ! Mais étant donné que pour chacun d'entre eux, le temps exact d'émission et de détection sera connu, il ne sera pas nécessaire d'avoir un grand nombre de neutrinos pour faire une mesure précise.

Tout cela devrait être mis en oeuvre dans très peu de temps... il faut donc s'attendre à de nouveaux résultats sou peu...

 

Dominique

[iksarfighter]

Comment saura-t-on que ce neutrino journalier viendra bien de l'émetteur ? La corrélation temporelle avec l'émission d'un paquet ?

Faudra faire plusieurs mesures alors.

[Smith]

Bonjour,

 

Voici quelques nouvelles fraîches sur les neutrinos d'Opera:

 

- Jusqu'à présent tous les papiers dans ArXiv prétendant avoir mis le doigt sur un problème dans l'analyse des données ont été réfutés par la collaboration.

 

- Plusieurs instituts spécialisés dans la métrologie ont validé les mesures de distances ainsi que la synchronisation des horloges.

 

- De nombreux contrôles ont été entrepris afin d'essayer de mettre en évidence un biais systématique ou un problème statistique. Pour l'instant aucun problème n'a été vu.

 

- La nouvelle la plus importante est que le CERN va modifier la structure du faisceau afin de faire des paquets de protons (donc de neutrinos) de 1 ns de large et espacés de plus de 100 ns. Il sera donc possible d'associer chaque neutrino détecté au Gran Sasso à un paquet précis et de connaitre le timing à la nanoseconde près. Cette technique va diminuer considérablement l'intensité du faisceau et l'expérience Opera ne pourra détecter que 1 neutrino par jour en moyenne ! Mais étant donné que pour chacun d'entre eux, le temps exact d'émission et de détection sera connu, il ne sera pas nécessaire d'avoir un grand nombre de neutrinos pour faire une mesure précise.

Tout cela devrait être mis en oeuvre dans très peu de temps... il faut donc s'attendre à de nouveaux résultats sou peu...

 

Dominique

 

C'est vraiment passionnant à suivre. Merci pour cette synthèse pour npous autres néophytes.

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

Comment saura-t-on que ce neutrino journalier viendra bien de l'émetteur ? La corrélation temporelle avec l'émission d'un paquet ?

Faudra faire plusieurs mesures alors.

 

En effet, c'est la corrélation temporelle qui permet d'identifier le pulse de proton qui a engendré le neutrino détecté au Gran Sasso. Le bruit de fond qui proviendrait de neutrinos naturels est négligeable.

 

Il n'y a pas besoin d'accumuler beaucoup de mesures, Opera devrait déjà avoir une bonne indication du temps de parcours des neutrinos avec une dizaine d'interactions enregistrées.

 

Dominique

[Dodgson]

Bonjour,

 

En effet, c'est la corrélation temporelle qui permet d'identifier le pulse de proton qui a engendré le neutrino détecté au Gran Sasso. Le bruit de fond qui proviendrait de neutrinos naturels est négligeable.

 

Il n'y a pas besoin d'accumuler beaucoup de mesures, Opera devrait déjà avoir une bonne indication du temps de parcours des neutrinos avec une dizaine d'interactions enregistrées.

 

Dominique

 

Merci pour les informations.

 

Une video dans lemonde.fr :

 

http://www.lemonde.fr/planete/video/2011/10/24/retour-sur-les-neutrinos-plus-rapides-que-la-lumiere_1592121_3244.html

[White-Sky]

Je n'ai pas lu la totalité du post par manque de temps, aussi, si je reprends quelqu'un, ben on aura eu la même idée;)

 

Plaçons nous dans une base à deux vecteurs (O,x,y). les déplacements d'un point dans cette base seront régis selon les deux vecteurs x et y.

 

Si l'on se place dans un cas pratique, par exemple, cette base est un mur avec x horizontale et y verticale. Il y a, en pratique, des irrégularités dans ce mur, selon un axe z qui n'est pourtant pas défini dans notre base...

 

Un point A se déplaçant dans cette base pourra se déplacer le long du mur en suivant la surface de ces infimes irrégularités, tandis qu'un point B pourra passer au travers de ces irrégularités et ainsi apparaitre comme ayant un déplacement plus rapide, car il a, en quelques sortes, emprunté un raccourci! Un observateur ne comprendra pas pourquoi le point B va plus vite que le point A, car il lui manque une dimension pour expliquer cela...

 

Bon, je ne suis pas sûr d'avoir été clair, faut dire qu'un schéma m'aiderait pas mal:be:...

 

Mais si l'on reporte ce cas à notre espace temps qui est une base à 4 dimensions (O,x,y,z,t) avec t le temps. On peut considérer que là ou un photon suivra la direction qui lui est imposée, avec les "irrégularités" sur une 5eme dimension qu'elle comporte , un neutrino pourra, lui, passer à travers ces irrégularités, et, en traversant celle-ci, en prenant une sorte de raccourci, arriver plus tôt à destination!

 

En fait, cette idée permettrait d'introduire un espace non pas constitué de 4 dimensions, mais de 5, voire plus.

 

Des formules comme la distance entre deux points dans l'espace temps: racine(x²+y²+z²-t²) seraient ainsi totalement remises en cause... Voire une bonne partie de la Relativité de notre moustachu favori:wub:

 

Je suis totalement ouvert aux critiques, pour peu qu'elles ne soient pas désagréables. Je suis qu'en prépa, et je me contente de réfléchir à certaines questions, je voulais vous exposer mon idée pour que des lecteurs avisés puissent me dire ce qu'ils en pensent

 

Nicolas

Modifié 26 octobre 2011 par White-Sky

[vigognes]

n'est pas l'hypothèse de la gravitation quantique à boucle ? (atomes d'espace donc espace temps discontinu) que reformule notre jeune étudiant ?

[Smith]

n'est pas l'hypothèse de la gravitation quantique à boucle ? (atomes d'espace donc espace temps discontinu) que reformule notre jeune étudiant ?

 

Je ne suis pas sûr que la gravitation quantique à boucle évolue dans plus de 4 dimensions. En revanche, la/les théories des supercordes incluent nettement plus de 4 dimensions (11 il me semble dans certains versions).

[Jean-ClaudeP]

Plaçons nous dans une base à deux vecteurs (O,x,y). les déplacements d'un point dans cette base seront régis selon les deux vecteurs x et y.

Si l'on se place dans un cas pratique, par exemple, cette base est un mur avec x horizontale et y verticale. Il y a, en pratique, des irrégularités dans ce mur, selon un axe qui n'est pourtant pas défini dans notre base.

Je ne vois pas très bien ce que tu entends par "irrégularités" dans ton espace à deux dimensions.

Est-ce que tu fais référence à un espace à 3 dimensions dans lequel serait immergé ton espace à deux. De toute façon, cela n'apporte pas d'irrégularités dans ton espace plat.

Considères-tu un espace à deux dimensions dans lequel la distance au lieu d'être définie par la forme commune racine(x^2+y^2) serait de la forme

ds = racine (adx^2+bdxdy+cdy^2). Avec a,b,c des fonctions de x et y. Cela définit un géométrie dite riemannienne avec des irrégularités et c'est plus compliqué, mais je ne vois pas pourquoi certains corps obéiraient à cette géométrie et pas d'autres.

Mais je n'ai peut-être pas tout compris de ton propos.

Modifié 28 octobre 2011 par Jean-ClaudeP

[White-Sky]

n'est pas l'hypothèse de la gravitation quantique à boucle ? (atomes d'espace donc espace temps discontinu) que reformule notre jeune étudiant ?

 

De ce que je comprends de ce que tu as mis entre parenthèses, ça serait plus ou moins ça l'idée...

 

En fait, mon idée aurait été d'introduire une 5ème dimension, qui n'est pas prise en compte par les formules habituelles (enfin, celles que je connais avec mon modeste, trés modeste bagage scientifique)...

 

Une particule comme le neutrino empruntant cette dimension se déplacerait alors plus rapidement qu'une particule se déplaçant dans les conditions usuelles. Un peu comme un... raccourci

D'ou ma comparaison avec le mur, on considère qu'il n'y a que deux dimensions, mais la surface de ce mur ne peut être parfaitement régulière, et induit la présence d'une troisième dimension, dont on ne tenait pas compte dans le théorie mais qui existe bien dans le pratique!

 

Je sais pas si cette théorie existe déjà, car j'y ai pensé l'autre jour en maths:D

 

Nicolas

 

EDIT:renez pas ça pour un fantasme de SF, je me posais juste la question

 

RE-EDIT:Bien qu'il soit vrai que ça fait trés SF ce que je viens d'écrire , je devrais peut-être me cantonner aux torseurs de petits déplacements et aux bases à trois vecteurs:D Remarque que les bases à n vecteurs sont au programme...

Modifié 26 octobre 2011 par White-Sky