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Bienvenue dans ce hors-série de Podcast Science !

Le 26 septembre 2014 se tenait à Genève Pop-Science, un événement organisé par le CERN, dans le cadre des festivités de son 60e anniversaire, et plus spécifiquement à l’occasion de la Nuit des Chercheurs.

Cette extraordinaire journée s’est terminée avec un Café scientifique de très haute tenue, dans un Théâtre de la Madeleine plein à craquer, au centre de Genève.

Le panel était constitué de :
- Hubert Reeves, astrophysicien et écrivain, qu’on ne présente plus
- Etienne Klein, physicien et philosophe des sciences, directeur du Laboratoire de Recherches sur les Sciences de la Matière (LARSIM) à Saclay, entre deux interventions sur France Culture
- Michel Mayor, astrophysicien, membre de l’Observatoire de Genève, co-découvreur de la 1e exo-planète extrasolaire
- Et enfin Fabiola Gianotti, physicienne des particules, porte-parole de l’expérience ATLAS au CERN

Le tout animé de main de maître par Emmanuel Gripon, qui modère régulièrement les cafés des sciences de l’Université de Genève
Désolé pour le son un peu moisi par moments. L’ingénieur du son étrennait sa table de mixage flambant neuve, qu’il ne maîtrisait pas encore parfaitement. Le signal qu’il a envoyé à mon enregistreur était beaucoup trop faible. J’ai dû le bricoler un peu pour que ce soit audible, et par moments, la qualité est vraiment limite. Toutes mes excuses, sincèrement. J’avais un enregistrement de secours, avec un micro placé dans la salle. Mais il y a de l’écho, et le bruit du type de devant qui se grattait tout le temps la tête… Ce n’est pas forcément plus agréable à écouter. Alors allons-y avec celui-ci. Je pense que la qualité des propos nous fera vite oublier ces quelques soucis techniques.

Bonne écoute ! Et que servir la science soit votre joie :)

Alan

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Boson de Higgs

La masse des particules élémentaires

On a tous lu ou entendu que le 4 juillet 2012 dernier, le CERN a annoncé avoir identifié, avec un degré de confiance de 99,99997 % (5 σ), une nouvelle particule de type boson. Le CERN a effectué deux expériences séparément dans deux détecteurs distincts du LHC (ATLAS et CMS), et les résultats obtenus dans les deux cas indiquent avec une probabilité très forte l’existence du boson de Higgs. Toutefois, il faut rappeler avec prudence que le CERN a aussi indiqué que des études complémentaires seront nécessaires pour déterminer si cette nouvelle particule possède l’ensemble des caractéristiques prévues pour le boson de Higgs.

Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l’existence permet d’expliquer pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres n’en ont pas. Mais pour bien comprendre le phénomène, il faut plutôt parler du champs de Higgs qui est le champs qui intéragit avec les particules élémentaires de la matière et et qui leur alloue une masse.

Pour bien comprendre le mécanisme, on utilise souvent comme image, un piste de ski enneigée (champs de Higgs):

  • il y a des skieurs qui glissent bien sur la neige (particules peu massives, voire de masse nulle comme le photon)
  • il y a des randonneurs en raquettes qui arrivent à marcher sans trop de difficutlé sur la neige sans pour autant glisser comme les skieurs (particules moyennement massives)
  • il y a des promeneurs en moon-boots qui s’enfoncent dans la neige jusqu’aux genoux (particules très massives)

Quand on dit que le boson de Higgs donne une masse aux particules élémentaires, ce n’est pas tout à fait exact. Pour être rigoureux, le boson de Higgs n’est qu’une manifestation du champ de Higgs et du mécanisme de Higgs, qui lui donne la masse aux particules élémentaires. Par analogie, on pourrait dire que le champ de Higgs est l’eau de l’océan et les boson de Higgs représentent respectivement l’énergie que transporte chacune des vagues (ondes). S’il n’y a pas de vague, il n’y a pas de bosons de Higgs. Le boson de Higgs se matérialise uniquement lorsqu’une interaction génère une vague sur l’océan, c’est-à-dire par analogie lorsqu’un objet intéragit avec de l’eau (ou une particule avec le champs de Higgs). On a tous fait déjà l’expérience, selon la forme et la taille, il est plus ou moins facile de mettre en mouvement un objet dans l’eau (inertie).

Le mécanisme de Higgs rend donc d’ailleurs abusif le fait de parler de masse de telle ou telle particule, puisque la masse n’est plus une propriété intrinsèque des particules élémentaires, mais une mesure de leurs interactions avec le champ de Higgs.

Simulation de la désintégration d'un boson de Higgs dans le détecteur CMS du LHC

Simulation de la désintégration d’un boson de Higgs dans le détecteur CMS du LHC

Il faut savoir que la complexité des phénomènes intervenant dans la détection de ces bosons, conduit à raisonner en termes de statistiques plutôt qu’en terme d’identification formelle à 100 % du boson. Ainsi pour affirmer une découverte en physique des particules, la probabilité d’erreur doit être inférieure à 0,00006 %, ce qui correspond en formalisme statistique à un écart type de 5 Sigma. Une telle démarche statistique implique donc de provoquer un très grand nombre de collisions lors des expériences pour aboutir à des niveaux de probabilité élevés.

Les mesures ont permis d’indiquer que cette nouvelle particule se situe dans un domaine de masse ou dans une plage énergétique de l’ordre de 125-126 GeV. Pour rappel, on sait depuis la théorie de la relativité d’Einstein que masse et énergie sont équivalentes (E=mc2). Ca veut dire qu’une particule dotée de masse peut se transformer en énergie et vice-versa. C’est pour cette raison qu’on a l’habitude d’exprimer la masse des particules en MeV (ou GeV à plus hautes énergies), qui est une unité d’énergie.

En général, il n’existe pas de bosons de Higgs autour de nous. Il faut effectuer des chocs entre des particules (au LHC on a utilisé des protons) pour exciter le champ de Higgs et fabriquer ainsi des bosons de Higgs. D’ailleurs, ces bosons de Higgs obtenus vont en général se dissiper rapidement…ce qui ne facilite pas les expériences…

Domaines d'exclusion de l'EnergieHiggs

Le mécanisme de Higgs permet d’expliquer comment les particules élémentaires (fermions et bosons) acquièrent de la masse, mais il n’explique pas à lui seul la masse des particules non-élémentaires comme les protons et neutrons….

La masse des particules non-élémentaires

Les protons et neutrons ne sont pas des particules élémentaires, car ils sont eux-même constitués de particules encore plus élémentaires qu’on appelle des quarks (fermions). Ils sont les deux constitués de 3 quarks (proton: 2 quarks up et 1 quark down, neutron: 1 quark up et 2 quarks down). La masse du quark up est estimée à environ 3 MeV, la masse du quark down est estimée elle à environ 6 MeV. Si on somme les masses des 3 quarks du proton, on arrive à une masse d’environ 12 MeV. Hors la masse du proton a été mesurée et elle est de 938 MeV. La masse des quarks constituant du proton, masse due au champs de Higgs, représente en réalité environ 1% de la masse totale du proton!

D’où vient donc le 99% restant de la masse d’un proton? Et bien le 99% de masse restante est due à l’énergie que les 3 quarks acquièrent en interagissant entre eux. C’est dû à l’interaction forte, l’une des 4 (3 si l’on prend en compte l’interaction électrofaible) forces fondamentales de la nature. Cette force est celle qui permet de maintenir la cohésion du noyau de l’atome, c’est-à-dire de maintenir les quarks constitutifs des protons et neutrons ensemble. Les quarks sont fortement liés entre eux par l’interaction forte, ou plus précisément par des gluons. Le gluon est la particule élémentaire (boson) responsable de l’interaction forte. Pour maintenir les quarks fortement liés entre eux et la cohésion du proton, les gluons mettent en jeu une quantité d’énergie de liaison énorme qui se manifeste comme une contribution considérable, à près du 99%, de l’énergie totale et donc de la masse (E=mc2) des protons et neutrons.

Gluon

Comme un électron est environ 2.000 fois plus léger qu’un proton ou un neutron, il en résulte que la masse des atomes est portée très majoritairement par les protons et les neutrons des noyaux. Ce sont donc d’autres bosons que celui de Higgs, les gluons, qui expliquent la masse des objets autour de nous. Le champs de Higgs ne contribue donc qu’à un petit 1% de la masse totale du noyau (protons + neutrons) de l’atome, c’est-à-dire 1% de la masse atomique, et in fine à 1% de la masse des objets qui nous entourent, à 1% de notre propre masse, et 1% de celle de l’Univers.

Conclusion

La découverte du Boson de Higgs ne nous donne pas seulement des indications sur l’origine de la masse des objets de l’Univers, mais elle confirme ce qui constitue ni plus ni moins l’une des clefs de voûte du modèle standard de la physique des particules (elle vérifie en quelques sortes l’existence d’une des pièces manquante au modèle), tout en permettant ainsi d’orienter la recherche au-delà du propre modèle standard et ouvrir des portes vers une nouvelle physique:

Les particules élémentaire de la matière (bosons, fermions) acquièrent une masse par interaction avec le champ de Higgs, mais pourquoi chaque particule acquiert-elle une masse différente, voire n’acquiert-elle pas de masse du tout comme dans le cas du photon? Pourquoi la force de l’affinité des particules avec le champ de Higgs – ce qu’on appelle le couplage – est-elle si différente d’une particule à l’autre, et donc comment expliquer cette hiérarchie des masses ? Aujourd’hui, on n’a pas encore toutes les réponses à ces questions…

Par contre, c’est la première fois dans l’histoire de la physique que l’on découvre quelque chose qui n’est ni de la matière (fermion), ni un médiateur d’une force fondamentale (boson standard)…on accèderait ainsi, via le boson de Higgs, à un territoire entièrement nouveau…

Sources:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Boson_de_Higgs

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/non-le-boson-de-higgs-nexplique-pas-la-masse-du-soleil_39947/#xtor=AL-27-1[ACTU]-39947[non__le_boson_de_higgs_n_explique_pas_la_masse_du_soleil

http://amazings.es/2012/07/15/el-boson-de-higgs-es-responsable-de-una-fraccion-muy-pequena-de-la-masa-del-universo/

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Cellules cancéreuse

Le dossier

Cette semaine, dossier de Franck sur le cancer ! Les mécanismes pathologiques de la maladie, les modifications génétiques qui l’entraînent. Et aussi: quelles sont les propriétés des cancérogènes, comment les détecte-t-on ?

Les News

Cette semaine on a parlé du Boson de Higgs, dont l’existence a été probablement confirmée cette semaine. Plus d’infos à la fin de notre épisode.

La quote de la semaine

 L’art est fait pour troubler, la science rassure.

Georges Braque. (Merci à Xavier Durussel pour la quote)

L’illustration de Nico, pour la circonstance

Cliquez sur l'image pour accéder au dossier

Le chat

Voici ce qui se disait dans la chatroom pendant le live:

<Alan> Salut tout le monde :)
<Alan> On démarre dans une minute
* Giss (82.244.46.57) nous a rejoint #testPS
* STATUS: Absent
-
<Taupo> aussi infections virales
<Taupo> Il n’y a pas que les cellules souches qui se divisent
<Taupo> Mais ce sont elles qui donnent plusieurs types cellulaires
* Giss (82.244.46.57) Quitter
<Taupo> mort cellulaire programmée
<Taupo> à différencier de la nécrose
<Taupo> mort accidentelle
<Taupo> genre la cellule expllose
<Taupo> par choc
<Taupo> osmotique
<Taupo> pour la première fois je remarque que Malin
<Taupo> c’est une référence au démon, non?
* STATUS: Online
-
<Alan> yep, je pense, oui
<Alan> le cancer, c’est le diab’
<Taupo> ouais en fait, c’est le mal
<Taupo> étym. malignitet v. 1120 ◊ latin malignitas → malin
<Alan> donc diable CQFD
<Taupo> Dolly avait d’ailleurs des cellules avec des télomères non régénérés
<Taupo> et donc vieille avant l’heure
<Taupo> oui
<Taupo> Elle avait des symptomes de vieillesse ci
<Taupo> si
<Taupo> La progeria
<Alan> @Pierre: on a une dizaine de secondes entre la conversation et la diffusion en live
<Alan> Franck est parfois déjà passé à autres chose quand tu interviens
<Alan> du coup, j’interromps pas à chaque fois
<Taupo> C’est pas grave
<Alan> :)
<Taupo> Non mais c’est dans le flot on s’en fout
<Alan> yep :)
<Cyril> il faut une vieille dame
<Cyril> pour l’entretien d’un jeunehomme
* STATUS: Absent
-
<Taupo> D’ailleurs souvent, il y a une sélection darwinienne, au sein des cellules cancéreuses, des cellules aux mutations favorisant une instabilité génomique
* STATUS: Online
-
<Alan> càd, du coup, les cellules mutées sont les mieux adaptées dans cet environnement particulier?
<Taupo> Car plus de mutations = plus de chance que les mutations générant les 6 critères (angiogenèse, prolifération, etc…)
<Taupo> émergent
<Taupo> Pour donner un indice de l’importance de p53
<Taupo> 59722 articles publiés sur p53 à ce jour
* moud (88.186.165.192) nous a rejoint #testPS
<moud> bonsoir ;)
<Alan> salut moud, bienvenue!
<Cyril> coucou
<moud> merci
* moud (88.186.165.192) Quitter
<Taupo> A partir du moment où il y a mutation, sélection et reproduction, on est dans le cadre de l’évolution darwinienne
<Taupo> Ces cellules peuvent être considérés comme des organismes
<Taupo> d’une certaine manière
* STATUS: Absent
-
<Taupo> D’ailleurs il existe un cancer des cellules des testicules du chien qui sont transmissibles
<Taupo> et génèrent de nouvelles tumeurs transmissibles
* STATUS: Online
-
<Alan> pov’bêtes!
<Taupo> une sorte de nouvel organisme au final
<Taupo> unicellulaire
<Taupo> mais pourtant au génome proche de celui du chien
<Alan> et du coup pas détecté par le système immunitaire…
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Canine_transmissible_venereal_tumor
<Taupo> Pareil pour le cancer facial du diable de tasmanie
<Taupo> (un comble : un diable atteint d’une tumeur maligne)
<Taupo> transmis pendant les combat entre mâles
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Devil_facial_tumor_disease
<Alan> c’est un peu con quand même…. Du coup, ils sont en train de disparaître complètement, non?
<Alan> en tant qu’espèce, je veux dire
<Taupo> oui
<Taupo> C’est une maladie très grave
<Taupo> Et comme ce sont des animaux très violents
<Taupo> surtout pendant la période de rut
<Taupo> toutes interventions a nécessairement un impact sur la reproduction…
<Taupo> Aïe
<Cyril> Pas cool, ca…
<Taupo> ah!
<Cyril> on a eu une toux la non?
<Taupo> Il est revenu?
<Cyril> c’est bien ca :)
<Cyril> a priori, enfin si ca vous dit :)
<Taupo> C’est pas grave
<Taupo> C’est pas le moment de louffer quoi
<Cyril> On est la, on écoute, si y a es petites annonces c’est le moment
<Cyril> des*
<Taupo> Et par téléphone c’est possible ou pas?
* STATUS: Absent
-
* STATUS: Online
-
<Alan> haha, j’avais pas vu. Les grands esprits se rencontrent, vive le téléphone!
* Franck (78.251.200.65) Quitter
<Taupo> cancérogène mais non génotoxique
<Taupo> Ca doit être une question d’épigénétique, de régulation génétique, non?
<Taupo> J’arrive pas à entendre
<Taupo> Huile de Croton???
<Taupo> Proton?
<Alan> sérieux?
<Alan> croton ;)
<Taupo> Enfin si
<Taupo> ah
<Taupo> connais pas
<Alan> aucune idée de ce que c’est
<Alan> enfin, le croton est une plante. Mais son huile?
<Taupo> http://www.huiles-essentielles.pro/huile-essentielle-croton-geayi.html
<Taupo> ???
<Alan> wooow!
<Alan> “Suivez à la lettre les prescriptions de votre naturopathe pour ce dernier mode d’application. “
<Taupo> http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2073694/
* STATUS: Absent
-
<Taupo> Bon l’article est de 1955
<Taupo> Et je vois pas de mises en garde outre mesure
<Taupo> Du coup avant d’aller brûler des naturopathes
<Taupo> faudrait confirmation
<Taupo> voila
<Taupo> J’avoue
<Taupo> Le cancer du colon des ramoneurs
<Taupo> c’est un comble…
<Taupo> Oui bon Higgs avait l’air content quand même
<Taupo> Je crois qu’un pallier est passé
<Taupo> Et Stephen Hawking a confirmé qu’il avait perdu son pari
<Taupo> ha ha!
<Taupo> Trop bon
<Taupo> http://www.youtube.com/watch?v=Suugn-p5C1M
<Taupo> Il faudra passer cette vidéo!
<Taupo> Shockwave traffic jams recreated for first time
<Cyril> il faut pas spoiler ;)
<Taupo> Ah t’allais déjà la mettre, excellent!
<Cyril> C’est exactement le sujet oui !
<Taupo> bon super, j’ai hâte de t’écouter
<Taupo> La loi de murphy
<Cyril> C’est gentil !
<Taupo> Ciao!
<Cyril> Ciao !

Et on se dit à la semaine prochaine, pour un épisode qui va parler embouteillages et mathématiques !

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Aujourd’hui, le 14/03, est un jour consacré à pi. Pour cette occasion NicoTupe, nous a préparé un dossier pour présenter les particularités de ce nombre, et toute sorte d’information le concernant, comme les méthodes pour le calculer ou encore le nombre de décimales connues.

Le dossier de Nico est consultable ici.

 

Chronique cinéma : les femmes en mathématiques

 

Les quotes de l’émission

- “If you wish to make an apple pie from scratch, you must first invent the universe. — Carl Sagan”

- “Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. -  Albert Einstein”

- “Love is like pi – natural, irrational, and very important. – Lisa Hoffman”

 

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Sur la Pi-ste d'une constante mathématique

On 14.03.2012, in Dossiers, by Nicotupe
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Si nous faisons aujourd'hui une émission sur pi, c'est avant tout parce que le 14 mars est une date très spéciale. Aux États-Unis, on note d'abord le mois puis le jour pour indiquer la date, nous sommes donc le 3-14, ce qui correspond à une estimation des premières décimales de \pi! Cette journée festive pour les mathématiciens est l'occasion de manger des pie (tartes) en buvant des piña colada. Pour l'anecdote, c'est le jour où le MIT dévoile ses admissions, il le fait à 1:59pm (les décimales suivantes dans pi)

Plusieurs nombres ont un statut particulier en mathématiques, principalement du fait de leur histoire. Les plus célèbres sont sans aucun doute \sqrt{2}, le nombre d’or, exponentielle, \pi et oméga (celui-là, vous ne le connaissez probablement pas, j’en parle un peu plus loin dans ce dossier). Cette illustration d’XKCD résume assez bien l’ensemble des nombres “intéressants” pour les mathématiens.

\pi garde un statut particulier, c’est avec \sqrt{2} celui dont la définition est la plus simple et pourtant il a, du fait de ses propriétés complexes perturbées de nombreux scientifiques de l’histoire. Dans ce dossier, nous verrons quelques-unes des propriétés de ce nombre unique.

Je ne vais pas m’attarder trop longtemps sur la définition la plus connue de \pi, à savoir le rapport entre la circonférence (longueur du périmètre d’un cercle) et son diamètre. Ni de la définition qui suit généralement à savoir le rapport entre l’aire du cercle et le carré de son rayon. En revanche, nous allons commencer par répondre à une question que vous ne vous êtes sans doute pas assez posée \pi est-il constant?

Pi est-il constant?

La réponse largement acceptée à cette question est oui. Pourtant cela reste à démontrer. Une démonstration simple utilise un théorème que l’on voit à l’école : le théorème de Thalès. Son énoncé est le suivant :
“Soit un triangle ABC et deux points D et E tels que les droites (DE) et (BC) soient parallèles. Alors on a \frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}=\frac{DE}{BC}
Si l’on prend alors deux cercles de rayon différents et que l’on trace le plus grand polygone de 10 côtés à l’intérieur, on obtient la figure suivante :

Le théorème de Thalès permet d’affirmer que le rapport entre les côtés de chaque polygones sont égaux au rapport des rayons des deux cercles :

\pi_1=\frac{DE}{AD}=\frac{BC}{AB}=\pi_2
Si on augmente le nombre de côtés des deux polygones, les “rayons” des polygones convergent vers la même valeur et le rapport des circonférences est donc égal au rapport des rayons, les \pi des deux cercles sont donc égaux (pour que la démonstration soit juste, il ne faut pas se contenter de tracer le plus grand polygone contenu dans le cercle, mais tracer aussi le plus petit qui contient le cercle).

Ouf, \pi est constant, on ne nous a pas menti! Enfin, comme toute démonstration mathématique, elle est vraie dans le cadre de certaines hypothèses… Pour que le théorème de Thalès soit vrai, il faut se placer dans la géométrie d’Euclide, soit grossièrement une géométrie “plate” en opposition à une géométrie courbe. Prenons par exemple une assiette à soupe. Le pourtour de l’assiette forme bien un cercle, mais le centre de ce cercle, sur l’assiette, n’est pas sur le même plan que ce cercle et ne coïncide donc pas avec le centre “euclidien” du cercle. Sur Terre, le problème est le même, du fait de la forme de la terre, quand on trace un cercle au sol et mesure son diamètre, la valeur n’est pas la même que celle que l’on obtiendrait en géométrie euclidienne. Cela a pour conséquence que sur Terre \pi n’est pas constant!

Rassurez-vous, le \pi des mathématiques est bel est bien constant et correspond au rapport des cercles en géométrie Euclicienne. Cette remarque permet de différencier deux types de constantes :

  •  Les constantes “physiques” : Des expériences laissent penser qu’une opération donne toujours le même résultat quelles que soient un certain nombre de transformations subies par un objet (par exemple en traçant plusieurs cercles sur le sol et en mesurant diamètre et circonférence, on constate que le rapport fait toujours la même valeur).
  • Les constantes “mathématiques” : Grâce à plusieurs hypothèses, on a démontré que cette valeur était constante.

Dans l’histoire, \pi a d’abord été une constante physique, il n’est devenu constante mathématique assez tard grâce à l’homme dont l’un des bains est le plus célèbre de l’histoire.

Les premières apparitions

Une des premières apparitions de \pi, ou du moins de l’idée d’un rapport constant entre la circonférence du cercle et de son rayon, provient d’une tablette babylonienne datant d’environ 2000 avjc. Grâce à l’hexagone inscrit dans un cercle, les Babyloniens avaient proposé l’approximation \pi=3+\frac{1}{8}.
Les Égyptiens quant à eux ont laissé la trace d’un calcul implicite de \pi sur le papyrus de Rhind. Ce papyrus, rédigé par le scribe Ahmès environ 1650 ans avant notre ère, est la recopie d’un manuel scolaire un peu plus vieux (1800 avjc environ) et est représenté sur l’image ci-dessous (trouvée sur wikipedia).

Sur ce papyrus, on donne une méthode pour calculer la surface d’un cercle à partir de son diamètre D :

  • Enlever 1/9 au diamètre du cercle
  • multiplier le résultat par lui-même

Soit la formule S=\left(D-\frac{D}{9}\right)^2 au lieu de S=\pi\left(\frac{D}{2}\right)^2 soit une estimation de pi à \left(\frac{16}{9}\right)^2.
Notons que rien ne prouve aujourd’hui que les Babyloniens ou les Égyptiens savaient si leurs valeurs de \pi était exacte ou une approximation. Ils avaient expérimentalement constaté qu’il existait un rapport constant et l’avaient estimé par diverses manières.

Et pi devint mathématique

Ce n’est que beaucoup plus tard, autour de 250 avjc qu’Archimède transforme la constante physique en une constante mathématique. Dans le traité “De la mesure du cercle”, il calcule des encadrements de \pi. Pour calculer ces encadrements, il utilise des polygones réguliers (un polygone régulier à n côtés est une figure ayant n côtés égaux). Pour encadrer la circonférence d’un cercle, il encadre le dit cercle par le plus petit polygone qui contient le cercle et le plus grand polygone contenu dans le cercle (comme dans la figure ci-dessous).

Ce type de construction permet non seulement de calculer \pi à la précision que l’on souhaite (en prenant des polygones avec de plus en plus de côtés), mais permet aussi de démontrer que \pi est bien une constante mathématique.

Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué?

Il existe de nombreuses autres manières pour définir \pi. Un constat simple est que partout où l’on trouve un cercle ou une sphère, on peut trouver \pi. Ainsi, le volume d’une sphère dépendra de \pi (\frac{4}{3}\pi r^3), sa surface aussi (4\pi r^2) ainsi que la probabilité pour un cure-dent que vous lancez sur votre parquet de croiser un rainure (l’ensemble des sens selon lequel le cure-dent tombe sur le sol forme un cercle). Aujourd’hui, ces définitions géométriques sont très peu utilisées, les mathématiciens y préfèrent des définitions plus abstraites, mais aussi plus faciles à manipuler.

On peut par exemple définir \pi en disant que c’est l’unique nombre x tel que cos(x/2)=0. Ayant bien sûr avant défini cosinus grâce à des exponentielles complexes et l’exponentielle grâce à une somme infinie de termes, ayant alors posé la théorie des sommes infinies et des nombres complexes… Autant dire que l’on est loin de la simplicité géométrique. Pourtant, ce type de définition permet de démontrer des résultats très élégants et pratiques pour calculer \pi :

\frac{\pi}{4}=1-\frac{1}{3}+\frac{1}{5}-\frac{1}{7}+\frac{1}{9}-...
A l’école, les plus jeunes auront appris que \pi vaut à peu près 3,14 et les plus vieux 22/7, ces deux nombres très simples sont hélas des approximations. On a d’un côté une définition très simple de \pi et de l’autre des formules très compliquées (une infinité de termes) pour le calculer, n’y a-t-il pas une formule plus simple? Durant toute l’histoire, les mathématiciens ont essayé de ranger \pi dans des ensembles de nombres qui par leur propriétés simplifieraient le calcul, sans succès. Ils ont ainsi rendu \pi célèbre pour tout ce qu’il est pas!

Ce que pi n’est pas!

Les premier nombres qui furent utilisés sont les nombres dit “naturels” :

0, 1, 2, 3, 4...
L’ensemble de tous ces nombres est noté \mathbb{N}. Assez rapidement le besoin s’est fait sentir d’avoir des nombres négatifs. Les nombres négatifs sont les inverses pour l’addition des entiers naturels. C’est à dire qu’en additionnant un entier naturel, 3 par exemple, et son inverse, -3 dans ce cas, on obtient 0. Cet ensemble, bien que simple permet, avec les opérations que l’on connaît tous d’addition “+” et de multiplication “x” (on rappellera que la soustraction n’est pas une “vraie” opération, c’est l’addition de l’opposé), offre déjà la possibilité de faire les opérations d’arithmétique classique. C’est-à-dire que l’on peut y définir des polynômes (x^3+3x^2+2x+1 par exemple), la division euclidienne (celle que l’on apprend à la petite école : la division de 13 par 4 a pour reste 1), etc.

Malheureusement et pour revenir à notre sujet, on s’est très rapidement rendu compte que \pi n’est pas un entier. En fait, je n’ai vu qu’un texte qui présentait \pi comme un entier (ou plutôt une approximation, le texte en question datant de 500 avjc, on ne parle pas du \pi moderne) : la Bible. On peut en effet y lire :

“Il fit aussi une mer de fonte de dix coudées d’un bord jusqu’à l’autre, qui était toute ronde : elle avait cinq coudées de haut et était environnée tout à l’entour d’un cordon de trente coudées”

Pi n’est pas aimé des Py-taghoriciens

Les entiers relatifs ne suffisent pas à décrire \pi. En fait, ils ne suffisent pas non plus à décrire la plupart des nombres que nous utilisons chaque jour. Quand on mange un gâteau par exemple, on est très vite amenés à parler du tiers ou du quart du gâteau. On est très habitués à parler en “fractions”. Une fraction s’écrit comme le rapport de deux entiers relatifs (1/3, 2/5, 1242332/58974892676, etc.)

Les fractions sont très utiles pour représenter des quantités intrinsèquement non entières. Par exemple, 1/3 permet de séparer en trois l’unité. L’École Pythagoricienne, qui exista autour des années 500 avjc, était persuadée que tous les nombres pouvaient être représentés par des fractions. Cette école philosophique (qui serait sans doute qualifiée de secte si elle existait encore aujourd’hui) pensait que le rapport entre toute quantité du même type peut être rapporté au rapport entre deux entiers. L’ensemble des fractions paraissait alors si “normal” qu’il est appelé aujourd’hui ensemble des “Rationnels”.
On ne sait sous quelles conditions, mais un jour les pythagoriciens sont tombés devant un paradoxe de taille. Si l’on trace un carré de côté 1, la diagonale de ce carré a pour longueur \sqrt{2} (le nombre qui multiplié par lui même fait 2).

Une ironie amusante est que l’on peut démontrer que cette diagonale correspond à \sqrt{2} grâce au théorème de Pythagore (La paternité du théorème qu’indique ce nom est très loin d’être certifiée…) Ce nombre dont le carré vaut 2 est-il rationnel, autrement dit, peut-on l’écrire sous forme de fraction?
Regardons cela de plus près. Dire que \sqrt{2} est rationnel revient à dire qu’il existe des entiers positifs p et q non nuls tels que

\sqrt{2}=\frac{p}{q}
En élevant cette relation au carré et en multipliant par q, on obtient

2 q^2=p^2
Cette relation permet de déduire que p^2 est pair. Nous allons réécrire les nombres p et q afin de compter “le nombre de fois où ils sont pairs” :

p=2^j r

où r est impair.

On peut dire alors que p est pair j fois. Le carré p^2 de p se décompose alors :

p^2=2^{2j}r^2
r^2 n’est pas pair car le carré d’un nombre impair est impair. On peut donc affirmer que le nombre de fois où p^2 est pair est 2j.

Effectuons le même raisonnement sur q en notant k le nombre de fois où il est pair. q^2 est alors pair 2k fois. Par suite, 2q^2, le produit de q^2 par 2 est pair une fois de plus soit 2k+1 fois.

Or, on a écrit plus haut p^2=2q^2. Ceci implique que

2j=2k+1
Ce qui est tout simplement impossible car 2j est pair et 2k+1 est impair. La seule hypothèse faite ici est que \sqrt{2} pouvait s’écrire sous forme de fraction. Ce nombre ne peut donc pas s’écrire de cette manière sinon on aura des contradictions, il est “irrationnel”!
L’idée Pythagoricienne était alors détruite pour toujours, il existait des nombres non rationnels, que l’on ne pouvait pas écrire sous forme de fraction. \pi rentre aussi dans cette catégorie de nombre, cela a été démontré en 1761 par Lambert. La démonstration est plus compliquée que pour \sqrt{2} donc non détaillée ici, mais les curieux pourront en trouver quelques éléments dans livre de Jean-Paul Delahaye cité en fin de dossier.

La preuve de l’irrationalité de \pi réduit à néant aussi l’un des intérêts de recherches de décimales de \pi (qui occupe encore aujourd’hui plusieurs personnes et supercalculateurs). En effet, un nombre rationnel a la propriété qu’à partir d’un certain nombre de décimales, on voit apparaitre un “cycle” :

1/3=0.3

33333333333… Le 3 est infiniment répété dès la première décimale
22/7=3.1428571428571428571… dès la première décimale, la suite de chiffres 142857 est répétée

Un des buts que pouvaient avoir le calcul des décimales de \pi était de trouver ce cycle. La preuve de l’irrationalité de \pi amena le fait qu’on ne trouvera jamais de cycle dans ses décimales.

Si \pi et \sqrt{2} ont la propriété commune d’être irrationnels, il subsiste une très grande différence entre les deux : À partir d’un segment de longueur 1, je peux avec une règle non graduée et un compas tracer un segment qui fait exactement \sqrt{2}, la diagonale du carré. Qu’en est-il pour \pi?

Pi n’est pas aimé des carreurs

Autour de -500 (maintenant que les nombres relatifs sont définis, je peux les utiliser pour représenter les années), un grec nommé Anaxagore se posa un problème à la fois extrêmement élégant (tout le monde peut le comprendre et penser le résoudre facilement) et très dur à résoudre (plus de 2000 ans d’histoire ont été nécessaires pour trouver la réponse). Ce problème est celui de la “quadrature du cercle”. Le principe est de tracer un cercle et un carré faisant la même aire. Comme tout problème, il y a quelques règles à respecter :

  • On ne doit utiliser qu’une règle non graduée et un compas
  • Le nombre de tracés intermédiaires doit être fini (on ne peut pas en proposer une infinité)

L’impossibilité de quarrer le cercle (c’est le nom technique de la chose) a été démontrée en 1882. Mais l’apparente simplicité du problème a amené certaines personnes à continuer à essayer de trouver une construction pour quarrer le cercle, à tel point qu’une maladie existe pour les personnes qui veulent à tout prix résoudre la quadrature du cercle : “morbus cyclometricus”! Avant la démonstration de l’impossibilité, l’académie des science croulait sous les démonstrations (erronées bien entendu) du résultat à tel point qu’elle décida en 1775 qu’elle n’accepterait plus de regarder des démonstrations de la quadrature du cercle, elle avait probablement la conviction que c’était impossible.

Bien qu’assez élégant, énoncé comme cela il n’est pas simple de s’y attaquer rigoureusement. C’est cette imprécision qui a poussé plusieurs personnes à penser qu’elles l’avaient résolu. Construire un point à la règle et au compas veut dire que l’on a fait un nombre fini de constructions intermédiaires du type :

  • Tracer une droite entre des points déjà construits
  • Tracer un cercle dont le centre est un point déjà construit et le rayon est la distance entre deux points déjà construits.

Pour résoudre ce problème, il fallut faire le lien entre les constructions géométriques et les équations. Plusieurs mathématiciens renommés s’y sont attelés, de Descartes qui montra un lien entre certains type d’équations et les constructions à la règle et au compas jusqu’à Wantzel qui obtint l’équivalence entre les constructions géométriques à la règle et au compas et les “radicaux”.

Un nombre que l’on peut construire par radicaux est un nombre que l’on peut construire en un nombre fini d’étapes grâce aux nombres entiers et aux opérations racine carrée, division, multiplication, addition et soustraction. Ainsi,

\sqrt{2} est constructible par radicaux (à partir de 2 et de l’opération racine carrée)
\frac{1+\sqrt{3+\sqrt{5}+\frac{\sqrt{2}}{6}}}{7-\sqrt{2}+\sqrt{1+\sqrt{5+\sqrt{8}}}} est constructible par radicaux.

Grâce à cette formulation, le problème de la quadrature du cercle devenait : \pi est-il constructible par radicaux? Wantzel démontra que non en 1837.

Les habitués des mathématiques réagiront vite en se demandant pourquoi se limiter aux racines carrées et ils auront bien raison! La notion de construction par radicaux a une grande valeur historique, mais aujourd’hui on parle davantage de nombre “algébrique”. Un nombre algébrique est un nombre qui est la solution d’une équation “polynomiale” à coefficients entiers. C’est-à-dire la solution x d’une équation du type :

x^5+3x^4+2x^3+8x^2+6x+1=0

ou encore

3x^{34}+6x^{39}+x=0
En clair une équation avec des puissances de x, des coefficients entiers et s’annulant. Chose très rare en mathématique, les nombres qui ne sont pas algébriques portent un non moins évident que “non algébriques”, ils sont “transcendants”. Autre chose étonnante et pour le coup très liée à la démarche du mathématicien, la notion de nombre transcendant a été définie avant même que l’on sache s’il en existait. Heureusement, Liouville trouva des nombres transcendants et bien plus tard, en 1882, Lindemann démontra que \pi était transcendant. Autrement dit, jamais aucune équation polynomiale à coefficients entiers n’aura pour solution \pi!

Pour résumer, \pi n’est pas un entier, il ne peut pas être dessiné avec un compas et une règle, il n’est solution d’aucune équation algébrique, ce nombre est-il donc le plus compliqué qu’on puisse trouver, est-il rare de rencontrer des nombres de ce type?

Pourtant pi n’est pas bien compliqué

Comme nous venons de le voir, tout au long de l’histoire il a été démontré que le nombre \pi était différent de la plupart des nombres que les mathématiciens rencontraient, c’est un nombre “transcendant”. Dans mon précédent dossier sur l’infini, nous avons vu qu’il existait plusieurs infinis plus ou moins grands. En particulier, j’ai présenté deux types d’infini, le dénombrable (celui que l’on peut numéroter) et l’indénombrable. Cantor a aussi démontré un résultat sur les nombres transcendants, ils forment un ensemble infini indénombrable alors que les nombres algébriques forment un infini dénombrable. Autrement dit, si l’on prend un nombre réel au hasard (si tant est que cela veuille dire quelque chose), il y a une probabilité nulle de tomber sur un nombre algébrique (comme 2 ou 3 ou \sqrt{2}, etc.). Autrement dit, ce n’est pas \pi qui est rare, c’est plutôt tous les nombres que nous utilisons régulièrement!

En fait, \pi appartient à un ensemble de nombres lui aussi dénombrable, celui des nombres “calculables”. Pour faire simple, un nombre calculable est un nombre duquel on peut approcher à une précision souhaitée en un nombre fini d'opérations. C’est à dire c’est un nombre dont le calcul jusqu’à n’importe quelle décimale peut être obtenu par un ordinateur. Tout comme la bibliothèque de Babel dans mon précédent dossier, l’ensemble de tous les programmes informatiques, de toutes les fonctions calculables est un ensemble dénombrable. L’ensemble des nombres que l’on peut calculer est donc infiniment plus petit que celui des nombres que l’on ne peut pas calculer. Autrement dit, en prenant un nombre réel au hasard, on a une probabilité nulle de tomber sur un nombre calculable… Les nombres Omega de Chaitin, dont je vous parlais en introduction sont justement des nombres incalculables. Il en existe même certains qui respectent beaucoup de très bonnes propriétés, mais dont on ne peut connaître aucune décimale!

Pour être complet sur les propriétés de pi, je me dois de préciser que le travail est loin d’être fini. Plusieurs résultats non démontrés subsistent : pi est-il un nombre univers (nombre dont tous les nombres entiers apparaissent dans les décimales)? Est-il un nombre normal (nombre dont les décimales suivent une certaine forme de hasard)?…

Puisqu’on a la chance d’avoir un nombre calculable, calculons-le!

La chasse aux décimales

Le calcul de décimales de \pi n'a jamais cessé, depuis sa découverte, d'intéresser certains scientifiques. Pourtant cela ne sert pas à grand-chose… Depuis que l'on sait que \pi est irrationnel, on sait qu'on ne trouvera pas de cycle dans ses décimales. Connaître plusieurs milliards de décimales n'aidera pas à savoir si oui ou non \pi est un nombre univers ou un nombre normal. Mais pire encore, avoir plus d'une cinquantaine de décimales apporte beaucoup trop de précision par rapport à tous les calculs que nous serions amenés à faire. Par exemple, la seule connaissance de 40 décimales de \pi suffit à calculer la circonférence de l'univers entier à la précision d'un atome d'hydrogène. Un des seuls intérêts mathématiques qui persiste serait de parvenir à trouver une régularité dans ces décimales, mais après plusieurs milliers de milliards de décimales connues, aucune n'est apparue.

En revanche, le calcul des décimales de pi a énormément fait avancer l'efficacité des méthodes calcul. Au début, les méthodes de calcul de \pi reposaient sur la méthode des polygones présentée en début de dossier. Cette méthode permet de gagner trois décimales toutes les cinq étapes. Une autre méthode populaire est la méthode dite d'”arctangeante”, c'est celle correspondant à la somme infinie présentée plus haut. Elle est tout aussi peu efficace que la méthode d'Archimède. C'est pourtant avec ces méthodes qu'est dépassée la centaine de décimales connues au XVIIIe siècle.

Au XIXe siècle, les calculateurs de décimales s'organisent. La 200e décimale est dépassée en 1844 par Von Strassnitzki, ou plutôt Johann Martin Zacharias Dahse, calculateur prodigue qui effectua la plupart des calculs! Le record continue à être battu par Shanks qui en 1874 calcule 707 décimales. Ce record est pratiquement le dernier record humain (il fut battu en 1945) et a une importance historique. D'abord parce que Shanks a passé 20 ans de sa vie à l'obtenir. Pour que ce type de calcul soit validé, il faut que quelqu'un le vérifie. Évaluons les deux possibilités pour la personne effectuant la vérification :

  • Il trouve les mêmes décimales, Shanks deviens célèbre. Le vérificateur tombe dans l'oubli
  • Il ne trouve pas les mêmes décimales. Cela ne prouve rien, il faut un autre vérificateur pour savoir qui a raison.

Autant dire que pour 20 ans de calcul, le jeu ne vaut pas tellement la chandelle. C'est une des raisons pour lesquelles le record résista d'abord jusqu'en 1945 et surtout jusqu'à l'apparition des premiers calculs par machine.

A la création du Palais de la Découverte à Paris en 1937, à l'occasion de l'exposition universelle, Borel décida de construire une salle dédiée à Pi. Ce lieu, unique salle au monde dédiée à pi (selon plusieurs sources mêmes si j'ai du mal à y croire), a été construite sur une base circulaire et avec un plafond formant une demi-sphère. Tout autour, les décimales de Shanks y ont été affichées. En 1945 avec le nouveau record et avec les records suivants, on eut la certitude que le calcul de Shanks était faux à partir de la 528e décimale. Les décimales du Palais de la Découverte ont donc été fausses jusqu'en 1945, mais contrairement à beaucoup de rumeurs, elles ont été corrigées depuis. Vous pouvez vérifier vous même en cherchant au-dessus du nom “Poisson” de la frise des mathématiciens les décimales “…0213949463…” on y lisait avant “…021395016…”. Ci-dessous une photo des décimales de la salle pi, mais n'hésitez pas à la visiter, elle existe encore!

L'ère des machines

Contrairement à ce que l'on pourrait croire, l'efficacité du calcul de pi par les ordinateurs ne dépend pas seulement de la puissance des ordinateurs, mais bien aussi du raisonnement mathématique utilisé. Il est même amusant de remarquer qu'historiquement les scientifiques se sont beaucoup plus intéressés à la façon de moins faire de calculs depuis que ce n'est plus eux qui les font. Par exemple, pour calculer

2\times 3+2\times 6
on effectue trois opérations (une addition et deux multiplication). Alors que si l'on factorise le calcul,

2\times(3+6)
on effectue plus que deux opérations! Soit un gain de temps de 30%!

Ce sont donc des raisonnements mathématiques à la fois sur la complexité (nombre d'opérations à effectuer) et sur les propriétés de \pi qui ont permis à travers les années de battre les records sur pi. En 1973, le million de décimales est dépassé par Guilloud et Bouyer qui utilisent la même formule que Shanks. La vérification de ce calcul a été effectuée par le CERN, à Genève et le résultat a été publié (oui oui, il s'agit bien d'un ouvrage ne contenant pratiquement que des décimales de pi!).

Aujourd'hui, le milliard de décimales est largement dépassé. En décembre 2009, le français Fabrice Bellard établit le record vérifié de 2700 milliards de décimales calculées avec un simple ordinateur de bureau. En octobre 2011, les Japonais Yee et Kondo affirment avoir calculé 10 000 milliards de décimales, résultat pas encore totalement validé à ma connaissance. Depuis que l'on connaît autant de décimales, il a été vérifié que toutes les dates de naissance (groupes de 6 chiffres) apparaissent, vous pouvez même chercher la vôtre ici.

Pour finir, Pi est donc un nombre qui de tout temps a passionné les scientifiques. Les propriétés et anecdotes rapportées ici ne sont qu'une infime partie de son histoire. Si le sujet vous intéresse, n'hésitez pas à consulter les livres ci-dessous.

L'image du teaser (dont le fond sont les décimales de pi) :

Sources et liens pour aller plus loin :
- Le fascinant nombre Pi de Jean-Paul Delahaye. Le livre à lire si le sujet vous intéresse, il est complet et simple d'accès, un must!
- Alex au pays des chiffres de Alex Bellos. Un livre très général et très agréable à lire, il contient un passage sur pi intéressant.
- Un exposé sur la salle pi au Palais de la Découverte : Permet aux non parisiens de voir la salle pi et contient plein d'informations, d'anecdotes qui ne sont pas dans ce dossier!
- La fabuleux destin de V2 de Benoit Rittaud. J'y ai trouvé la démonstration de non rationalité de racine de 2. C'est un excellent livre sur ce nombre.
- Calculer pi avec la pluie (merci Mathieu): http://amazings.es/2012/02/29/calculando-pi-con-gotas-de-lluvia/
- Des anecdotes sur le jour de pi ici : http://www.piday.org/stuff/
- Un WWsh qui parle de PI, queqlues exemples de WTF sonores autour de pi : http://www.linaudible.com/2011/03/19/wwsh065/

Et pour accéder directement au livres cités sur Amazon, c'est ici :

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Premier live sur Neweez, grosse émotion!

Le dossier de la semaine

Cette semaine, Marco nous parle de l’évolution de l’audition chez les vertébrés, et les mammifères que nous sommes peuvent confirmer que c’est bien pratique pour écouter les podcasts en mâchant un chewing-gum ;) Un immense bravo à Marco qui a affronté ce premier live comme un chef!

Le truc mnémotechnique de la semaine

Cambronne ordonna silence et dévouement à ses carabiniers permissifs. Merci Marco :)

Les plugs de la semaine

Un nouveau blog dans le paysage scientifique francophone:  “Le vrai du faux avec un angle original:
De l’aveu de son auteur:

Démêler le vrai du Faux et le faux du Vrai, tel sera le but de ce blog.
J’ai toujours eu une passion pour la science et pour les arts, notamment le septième et le neuvième. Et rien ne me fait plus rire (ou pleurer) que de voir des films grand public, des documentaires et des bandes dessinées parlant (ou tentant de parler) de science. On peut rester admiratif devant certains films de science-fiction cohérents, inventifs et être complètement dépité devant certaines émissions dites « scientifiques » assénant bêtises sur bêtises.
J’espère pouvoir mener ce blog le plus loin possible, vous faire (re)découvrir de véritables trésors de science cachés dans des fictions et dénoncer des fictions dans la vulgarisation de la science…
… et toujours avec du fuuuuuuuun!

Le premier article porte sur le film 2012 et la soi-disant prédiction maya. Régalez-vous :)
Auteur: Grégory Michnik, dernier arrivé dans Strip-Science et qui a illustré nos neutrinos pour fêter ça.

 

Encore un petit coucou pour les podcasts de notre ami Xilrian:

  • “12 minutes de” revient sur le concept de revenu de base / allocation universelle pour son 4e épisode, co-animé, comme le précédent, avec le journaliste Stanislas Jourdan, spécialiste de la question;
  • “Vie Artificielle” pour son dernier épisode de l’année proposait une liste d’achat pour übergeeks (genre où acheter ses robots), très sympa et nécessite moins d’aspirine que les épisodes habituels classiques. Un peu tard pour noël, mais très pratique pour les robots-androïdes en soldes ;)

Enfin, un mot sur Strip Science, qui part à la conquête du monde. Communiqué de presse officiel ici: http://stripscience.cafe-sciences.org/articles/strip-science-le-communique-de-presse/

Une petite news pour la route

(Merci à Olivier Tripet de l’avoir partagée): Découverte d’un nouveau boson au LHC (Chi-b 3P) :
http://www.europe1.fr/International/Decouverte-d-un-nouveau-boson-au-LHC-875495/
http://www.tsr.ch/info/sciences-tech/3672947-une-nouvelle-particule-decouverte-au-cern.html
http://www.gizmodo.fr/2011/12/24/elle-est-nee-la-nouvelle-particule-elle-est-de-toute-beaute.html#more-153240

Last but not least: les quotes de la semaine

“La contingence est une chose en soi, et non la combinaison du déterminisme et du hasard” (Steven J.Gould)

“L’existence précède l’essence” (Doctrine de l’existentialisme de Jean-Paul Sartre)

Prochain live le mercredi 11 janvier 2011 à 20h30 sur Neweez, avec Franck qui nous parle de mémétique.

D’ici là, une excellente semaine à toutes et à tous!

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Dessin de Grégory Michnick offert dans le cadre de l’excellent projet collaboratif entre blogueurs de science et bédéistes Strip-Science.

Ce dessin illustre désormais le dossier d’Alan sur les neutrinos supraluminiques (Podcast Science 58)

Bienvenue à Grégory sur Strip Science!

 

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Le dossier de la semaine

Lia n’a malheureusement pas pu venir présenter son dossier sur les émotions chez les animaux, mais ce n’est que partie remise. En attendant, Alan voulait en avoir le coeur net sur ces fameux neutrinos et a mijoté un petit dossier.

Le scoop de la semaine

Mathieu confirme son départ, déjà annoncé sur le blog.

Un immense merci de vos réactions et commentaires, notamment:

Sur Twitter:

@bcurdy Benoit Curdy
@podcastscience Wow… Quel choc.

@MrClem_NW MrClem
@podcastscience arf dommage, bonne courage pour la suite.

@addinquy Christophe Addinquy
@podcastscience Ah ! Dur !! Mathieu, tu vas nous manquer. Vraiment.

@XavierAgnes Xavier Agnès
@podcastscience Ah! Quel choc! Mais je te comprend @mfavez. Déjà tout se travail effectué c’est extra!

En commentaire:

Jonkalak:
Je ne dirais qu’une chose : merci Mathieu et bon vent pour la suite de ton parcours personnel
(bon je sais ça fait 2 choses en fait)

Guillaume Lebrun:
Bonjour,
Je suis peiné de lire cette bien triste nouvelle, vous formiez une très bonne équipe !
Pour le recrutement, je suis toujours disposé à te donner un coup de main, mais comme tu as pus le remarquer, je met du temps pour la préparation des dossiers ! Oups … Rhô mais un par mois c’est encore gérable !
Alors n’hésites pas à me contacter !
Amicalement !

Forza Pedro
Merci Mathieu en tout cas !

draculito
Mince, je pensais que la nouvelle formule vous permettrait de souffler suffisamment pour continuer l’aventure. Bravo et merci Mathieu pour tous ces excellents dossiers, pour ta curiosité et tes questions pertinentes et pour ta qualité d’animation.

Mentine
Ouch! Maintenant, qui va poser des questions “bêtes” qu’on a toujours envie de poser et qui ne sont pas si bêtes que ça? Votre duo fonctionnait très bien, le(a) remplaçant(e) aura une barre haute à franchir…
Bravo Mathieu pour tous tes dossiers très variés, complets et bien construits. En espérant que tu trouves le temps pour revenir en chroniqueur occasionnel?
Be seeing you,
Mentine

De nombreux chroniqueurs potentiels occasionnels se sont manifestés, pour présenter un dossier de temps en temps,

Résultat des courses, après quelques jours seulement:

Le reste de l’actu de la semaine

  • Bienvenue au nouveau podcast “Vie artificielle“, hosté et animé par Xilrian (qu’on a pu entendre dans le podcast Bazingcast).
  • Notre liste de livres est enfin en ligne (http://www.podcastscience.fm/livres/). Vous pouvez la mettre à jour vous-même, il suffit de nous demander le lien via le formulaire de contact ou les moyens habituels
  • Un courrier de lecteur spécialement intéressant:
    Message de Guillaume (Bonnot), intitulé “Vrac et plus encore”:

Bonjour, j’adore ce que vous faites. Cela fait un bon bout de temps que je vous ecoute, et je ne m’en lasse pas.
Je me joint a tous les auditeurs pour dire a Marco qu’il fait un tres bon travail, et que ses chroniques sur l’évolution sont tres intéressantes.

Mais surtout, je viens de tomber sur un épisode de la tête au carre tout simplement hallucinant. En l’écoutant, j’ai directement pensé au prix Nobel.

En gros il y a un chercheur qui a reussi a remplacer une lettre de l’alphabet de l’ADN (T) dans une cellule. jusque la rien de bien exitant. Sauf que le processus de remplacement est issue du processus de l’evolution.
Ils ont cree une machine a repliquer la cellule de base, et ils ont fait baisser les proportions de T et ont injecte du C (enfin il a utilise un autre nom, mais c’est trop complique a ecrire donc je dirais du C). Les cellules sont donc rentrés en competition pour avoir du T, et au bout de 5 mois, TOUTES les cellules avaient incorpore le C dans leur ADN a la place du T. Il faut aussi préciser que la machine répondait a la demande de C ou T des cellules, sauf qu’elle donnait toujours moins de T que désiré, alors qu’elle fournissait du C en illimité. Les cellules demandant du C étaient alors avantagés d’ou le résultat de 100% de cellules adaptes. Bref un bel exemple d’évolution en a peine 5 mois.
http://www.franceinter.fr/emission-la-tete-au-carre-cellule-artificielle-et-transhumanisme

  •  Et enfin, un événément qui mérite le détour:
    Le Grand Mix hacke la science le 4 novembre à la Cantine

    La recherche a longtemps été un domaine réservé aux élites sociales ou intellectuelles et la science une richesse à partager avec parcimonie. Aujourd’hui encore, les projets de science citoyenne viennent « d’en haut ». Rares sont les initiatives qui, calquées sur la dynamique du web 2.0 et le « bazar » cher aux geeks, viendraient mettre sens dessus dessous la « cathédrale » scientifique.
    L’innovation et le design peuvent-ils nous aider à repenser le processus de recherche ? Comment remettre à plat les relations de pouvoir en science ? Les citoyens ont-ils le devoir de se mêler de la recherche qu’ils financent et de son devenir ? Quelle autonomie reste-t-il aux chercheurs professionnels ou amateurs pour « jouer » avec les codes et les normes ?
    Un an après son premier mix entre culture scientifique et culture numérique, le collectif du Grand Mix (C@fé des sciencesKnowtexPris(m)e de têteSciences et démocratie et Recherche en cours) retrouve Silicon Sentier pour une soirée « Le Grand Mix hacke la science ». Au programme : rencontres et discussions entre les acteurs de la recherche, du numérique, ceux qui les étudient ou qui voudraient les rejoindre.

    Les présentations à proprement parler auront lieu au format “pitch”, de 20h à 21h

    le vendredi 4 novembre de 19 heures à 22h30
    à La Cantine
    151, rue Montmartre, 75002 Paris

    Inscriptions en ligne sur le site de La Cantine (attention, nombre de places limité)

    Sur Twitter, le hashtag de la soirée sera #lemix.

Et enfin, la quote de Mathieu

Une croyance n’est rien d’autre qu’un espoir déguisé – Xavier Agnès

Prochain enregistrement le mercredi 3 novembre. D’ici là, une excellente semaine!

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Retour sur les neutrinos plus rapides que la lumière

On 27.10.2011, in Dossiers, by Alan Vonlanthen
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Strip Science – L’explication d’Usain Bolt, selon Grégory Michnik

Vous vous en souvenez sans doute, la nouvelle a défrayé la chronique le 22 septembre dernier, se propageant à la vitesse de la lumière, bien au-delà des cercles scientifiques: Einstein s’était lamentablement planté; des neutrinos avaient été flashés entre la Suisse et l’Italie, au-dessus de la vitesse limite autorisée par la relativité restreinte! La passion retombée, j’ai bien envie de revenir un peu sur cette histoire qui, je pense, a été présentée n’importe comment dans les médias traditionnels au risque d’écorner une nouvelle fois l’image de la science auprès du grand public. Nous allons commencer par parler de l’expérience à proprement parler (comment elle a été réalisée et l’esprit dans lequel les résultats ont été rendus publics) et nous verrons un peu en quoi Einstein s’est planté, s’il s’est planté. Einstein speed limit

Avant de parler de l’expérience: qu’est-ce qu’un neutrino?

Mathieu en avait parlé dans son dossier sur la matière noire (Podcast Science 31). Nous en avions reparlé dans le dossier sur le CERN (Podcast Science 43). Un petit retour aux fondamentaux s’impose: lorsqu’on demandait à Richard Feynman, l’un des plus grands physiciens de tous les temps, “quel est le savoir scientifique le plus important de tous?” il répondait simplement “tout est fait d’atomes”. Le mot atome vient du grec ancien “atomos” qui signifie “indivisible”. Sans instruments de mesure adéquats, les Grecs étaient déjà drôlement doués d’avoir postulé l’existence des atomes. Il aura fallu encore quelques milliers d’années pour qu’on s’aperçoive qu’ils ne sont pas, en fait, indivisibles. En effet, les atomes sont constitués d’électrons qui gravitent autour d’un noyau. L’électron est – pour ce qu’on en sait aujourd’hui – effectivement indivisible. Par contre, le noyau, est constitué de particules plus petites: les protons et les neutrons, eux-mêmes constitués de quarks. Je n’aborde même pas la question des bosons. (Si jamais, l’article “Particule élémentaire” de Wikipédia explique tout cela en détail). Revenons à l’électron. Il fait partie d’une plus grande famille de particules élémentaires, les leptons. Et les neutrinos, justement, sont une sorte de leptons. Leur existence a été postulée de manière totalement théorique, en 1930, par Wolfgang Pauli, qui étudiait une forme particulière de radioactivité: la désintégration bêta (Podcast Science 32 si jamais). Et il n’arrivait pas à expliquer le phénomène avec les seules particules connues à l’époque. Ce n’est qu’en 1956 qu’on a pu détecter des neutrinos pour la première fois. Depuis, ils n’ont jamais cessé d’intriguer les chercheurs. On a longtemps cru par exemple qu’ils n’avaient pas de masse. Or on sait aujourd’hui qu’ils en ont une, toute petite, même si on n’arrive pas encore à la mesurer.

Comment intercepte-t-on des neutrinos?

Les neutrinos ont toutes sortes de particularités. Notamment, ils n’interagissent pas avec la matière. Ils traversent tout, rien ne les arrête. Du coup, on a pu se demander comment l’expérience du CERN a bien pu faire pour mesurer leur vitesse: on n’a pas pu les taguer. Et comment mesurer la vitesse de quelque chose qui n’interagit avec rien? Lorsque des coureurs franchissent la ligne d’arrivée, par exemple, ils coupent physiquement le faisceau d’un dispositif photoélectrique pour déclencher le chronomètre. Lorsqu’un radar vous chope en excès de vitesse sur l’autoroute, c’est bien parce que votre carrosserie a fait rebondir son signal radio. Qu’est-ce qui peut bien déclencher le chronomètre lors de l’arrivée de neutrinos, s’ils n’interagissent avec rien? Et bien, ce n’est pas tout à fait vrai qu’ils n’interagissent avec rien. Lorsqu’un neutrino rencontre un atome de chlore, il le transforme en atome d’argon. Ceci dit, ce n’est pas comme ça qu’on mesure la vitesse des neutrinos (cette technique de détection, la plus ancienne, nécessite la présence d’un réservoir rempli de plusieurs tonnes de tétrachlorure de carbone. Après le passage soupçonné des neutrinos, on purge le fluide avec de l’hélium, qui enlève l’argon. En refroidissant l’hélium, on récupère l’argon s’il y en a. Et s’il y en a, c’est qu’un neutrino est passé par là. Un peu archaïque comme méthode de détection. Heureusement, il y en a d’autres, comme le détecteur à film photographique, justement utilisé dans l’expérience OPERA: des couches photographiques sont alternées avec des feuilles de plomb, afin de détecter l’oscillation du neutrino muonique en neutrino tauique (deux des trois saveurs existantes de neutrinos). Le développement des films photographiques permet de reconstruire la topologie de l’interaction. Si certains détails vous échappent, rassurez-vous, vous n’êtes pas les seuls. Mais cela a au moins le mérite de répondre à une question qui en tarabustait sans doute plus d’un et qui m’obsédait légèrement.

Venons-en à l’expérience à proprement parler

Depuis 2006, le supersynchrotron à protons du CERN – un petit accélérateur également nommé SPS, nous en avions parlé dans le dossier sur le CERN - envoie des neutrinos au laboratoire du Gran Sasso, à l’Aquila, dans les Abruzzes, à 130 km au N-E de Rome. Pas besoin de tunnel pour envoyer les neutrinos, puisqu’ils traversent la matière. Par l’autoroute: 940 km (j’ai testé sur Google Maps). Pour les neutrinos, qui traversent en ligne droite sans s’embêter avec la courbure de la Terre: 732 km. Trajectoire du faisceau de neutrinos (source CERN)

L’expérience internationale OPERA, qui se déroule dans le laboratoire du  Gran Sasso, étudie les oscillations de neutrinos. C’est pour cette raison que le CERN lui fournit les précieuses bêbêtes. En 2009, quelqu’un a eu la bonne idée de se demander à quelle vitesse les neutrinos envoyés depuis Genève circulaient, sans doute pour s’assurer qu’ils n’étaient pas ralentis dans leur course par une interaction quelconque ou des douaniers bégueules. Ralentis, tu parles. Ils sont arrivés plus vite que ne l’auraient fait des photons circulant à la vitesse de la lumière dans un tunnel sous vide. Personne n’a cru au résultat bien entendu. Et c’est là que ça devient intéressant. Le papier publié sur Arxiv.org le 22 septembre par le CERN raconte tout en détail. Il contient tout sauf des airs de triomphe face à une relativité remise en question.

L’esprit de la publication

Les 24 pages que compte l’article du CERN commencent par deux pleines pages de signatures. Pas moins de 174 scientifiques ont participé à l’expérience. 174! Ce n’est pas juste un professeur Tournesol tout seul dans son coin, on parle ici de proportions démentes! Ces 174 chercheurs sont tous partis du principe – commun en sciences – que les résultats étaient invalides et qu’il n’y avait qu’à le démontrer. Si les données montraient un résultat pareil, c’est qu’il y a avait une erreur dans les données. Pour qu’il y ait erreur dans les données – pourtant systématiquement rigoureusement identiques – il fallait qu’il y ait erreur dans les mesures. Ils ont passé 3 ans à traquer systématiquement toutes les erreurs qui pouvaient expliquer la différence entre les résultats attendus et les résultats observés. On a commencé par équiper les deux laboratoires d’horloges atomiques synchronisées dont la précision a été validée par 3 instituts métrologiques indépendants. On a recalibré tout ce qui oscille ou vibre. On s’est assuré qu’on mesurait bien les faisceaux à partir du bon point de départ jusqu’au bon point d’arrivée, au millimètre près. On a placé les antennes GPS à 10 mètres du point de départ et d’arrivée. On a corrigé les cartes à l’issue d’une campagne géodésique dédiée, s’assurant d’une précision au millième de millimètre. On a tenu compte des marées, des rayonnements cosmiques, du déplacement de la croûte terrestre suite au tremblement de Terre d’avril 2009 dans les Abruzzes… Chacun de ces points a bien sûr été assorti d’une marge d’erreur. Rien n’y a fait: en additionnant toutes les erreurs maximales possibles, on obtient toujours une différence. Les neutrinos arrivent toujours 60 nano-secondes trop tôt, soit 1/40’000e trop vite, malgré une marge d’erreur cumulée de ± 7.4 ns. À ce stade, les chercheurs estiment avoir pensé à tout. Après 16’111 essais, ils n’ont plus aucun boulon à resserrer, plus aucun calibrage à re-régler. Mais ils n’arrivent toujours pas à y croire: il doit y avoir une autre explication. C’est dans cet esprit qu’ils ont livré leurs conclusions à la vindicte de leurs collègues scientifiques du reste du monde: “Nous avons fait tout ce que nous avons pu, merci de prendre le relais si vous avez des idées plus fraîches”.

Les conséquences en termes de communication

Évidemment, ce n’est pas comme ça que les médias grand public ont relayé l’information, mais plutôt à grands renforts de titres sensationnalistes genre “L’univers mis sens dessus dessous! Einstein s’est planté!” comme s’il s’agissait d’une certitude. Et évidemment, quand les chercheurs viennent après ces gros titres en affirmant “en fait, on ne sait pas, on n’est pas sûrs”, ils passent pour des rigolos. D’où l’indignation de certains scientifiques qui estiment que ces résultats n’auraient jamais dû être communiqués, comme l’astrophysicien et cosmologiste Martin Rees de l’Université de Cambridge (l’auteur de “Just 6 Numbers“, un best-seller sur les constantes fondamentales), qui rappelle que toute découverte extraordinaire doit être accompagnée de preuves extraordinaires, ou encore le physicien américain Lawrence Krauss (l’auteur de “The Physics of Star Trek“) qui estime qu’il n’était pas raisonnable de publier ces résultats sans fournir un modèle explicatif.

(D’autres réactions sur http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=ftl-neutrinos)

De nombreux spécialistes considèrent détenir déjà la preuve que ces résultats sont impossibles à cause d’une autre expérience grandeur nature: en 1987, une puissante supernova a inondé la terre de lumière et de neutrinos. Les détecteurs ont observé l’arrivée de neutrinos 3 heures avant l’arrivée de la lumière! Cela est dû à la légèreté des neutrinos qui leur a permis de partir plus tôt en s’échappant du noyau de l’étoile en train d’exploser, tandis que les photons, absorbés et réémis à plusieurs reprises n’ont pas pu prendre cette avance. Si l’effet mesuré par OPERA est réel, eh bien, les neutrinos de 1987 auraient dû avoir 4 heures ans d’avance sur la lumière et pas 3 heures! (Voir l’article de Wired qui récapitule très bien tout ça et merci à Jorj X. McKie d’avoir repéré mon erreur. On parle bien de 4 ans et pas de 4 heures!)

Ceci dit, on a pu lire des choses marrantes depuis l’annonce, comme le physicien Chang Kee Jung qui a annoncé publiquement qu’il ne parierait pas sa femme et ses enfants mais qu’il pariait volontiers sa maison que les résultats sont erronés. Ou plus modeste, le Professeur Jim Al-Khalili de l’Université du Surrey, qui s’est déclaré prêt à manger son caleçon si les résultats sont corrects.

Mais bon, malgré ces anecdotes, un constat s’impose: la communication n’a pas été particulièrement adroite. C’est peut-être les limitations de l’effet d’annonce par Twitter… 160 signes pour donner du contexte, c’est un peu court. (L’annonce originale a été faite via un tweet de Reuters)

Quelles conséquences si les observations sont correctes?

Difficile à dire, évidemment, chacun y va de sa petite hypothèse.

J’aime bien la tentative du Dr Karl, le Monsieur Sciences de la radio australienne. Il n’échappe pas au consensus en estimant qu’il y a 99.9% de chance qu’il y ait une erreur dans les résultats et un 0.1% de chance que ce soit correct. Interrogé sur les conséquences qu’il envisageait si les résultats se vérifient, voici ce qu’il a raconté (dans un podcast de la BBC, à 5 minutes environ du début):

Au début du XIXe siècle, on avait cet énorme problème: en se basant sur les mathématiques et la physique de l’époque, le soleil était plus jeune que la Terre. Plus jeune! C’est fou! Les géologues disaient: “La Terre est vraiment vieille. Elle a bien plus que 6’000 ans. Elle a au moins 20 million d’années! (On sait aujourd’hui qu’elle est bien plus vieille encore que cela) Et les physiciens répliquaient: OK, nous, on connaît la taille du soleil, on connaît sa distance. S’il est fait d’une énergie comme le charbon par exemple, il se serait totalement consumé en 100’000 ans environ.” D’où l’énorme problème, puisqu’on savait qu’il égayait joyeusement la terre de ses rayons depuis au moins 20 millions d’années.” Pour régler ce problème, et comprendre comment fonctionne le soleil, il a fallu découvrir la radioactivité. La radioactivité nous a donné la physique quantique. La physique quantique nous a donné l’électronique. L’électronique nous a donné la situation qui veut que n’importe qui puisse  utiliser  un satellite pour trouver un bar à pizza le samedi soir. Sans cette découverte – la radioactivité – , on n’aurait pas d’électronique donc pas de GPS. De la même manière, si cette histoire de neutrinos devait déboucher sur une nouvelle physique, cela ouvrirait le monde à un éventail insoupçonné d’applications. Par exemple, cela pourrait être le méta-transfert instantané, d’Europe en Australie. Qui sait? On n’en sait rien… Comme les chercheurs du XIXe, nous ne savons pas encore dans quelle direction chercher, nous n’avons pas encore les bons outils.

En d’autres termes, si on passe à côté de quelque chose, eh bien, par définition, on ne sait pas de quoi il s’agit. Et quand on le saura, on verra le monde avec un regard complètement différent.

Antonino Zichichi, un physicien théorique et professeur émérite de l’Université de Bologne estime quant à lui que si les résultats sont corrects, cela veut peut-être dire que les neutrinos détectés par Opera ont “glissé” à travers des dimensions spatiales supplémentaires avant d’arriver, comme le prévoit la théorie des cordes.

Et Einstein dans tout ça?

Einstein (Source flickr, mansionwb)La théorie de la relativité restreinte, formalisée en 1905 par Albert Einstein a permis d’établir les liens intrinsèques entre le temps et l’espace. Einstein a pu démontrer que le temps n’est pas une notion absolue mais relative. L’observateur ne subit pas le temps de la même manière selon qu’il se déplace ou non dans l’espace: les horloges ralentissent dès lors qu’elles sont en mouvement. L’exemple le plus frappant est le fameux paradoxe des jumeaux: on prend deux jumeaux, on en envoie un faire un petit tour de la galaxie en fusée à un vitesse proche de la vitesse de la lumière tandis que l’autre reste sur terre. Et bien, au bout de quelques dizaines d’années, quand la fusée revient, l’individu qui a voyagé n’a pris que quelques rides, tandis que son jumeau resté sur terre est déjà un vieillard grabataire. Car le temps ne s’est pas écoulé à la même vitesse pour les deux. (Update: merci à Ethaniel pour son commentaire. Effectivement, le paradoxe ne réside pas là. Mais on en parlera une autre fois; je voulais juste illustrer le fait que le temps passe plus vite pour celui qui se déplace par rapport à celui qui reste en phase avec son référentiel galiléen) Plus on se déplace vite dans l’espace et plus le temps ralentit. Cette théorie a été maintes fois démontrée, ne serait-ce que par le GPS: le temps ne s’écoule pas à la même vitesse selon que l’horloge se trouve sur terre ou en orbite à 20’000 km de celle-ci. La relativité restreinte indique que l’horloge embarquée dans chacun des 24 satellites va retarder par rapport à celle qui se trouve sur terre. Retarder de beaucoup. La relativité générale indique au contraire qu’elle va avancer en raison de la faible gravitation. Avancer d’un tout petit peu. L’une dans l’autre, les horloges doivent être resynchronisées en permanence en tenant compte des calculs des deux théories. Sans cette compensation “relativiste”, le système GPS perdrait en précision de quelque 10 km par jour, ce qui le rendrait tout à fait inutile.

Et bien, pour fonctionner, la théorie de la relativité restreinte prévoit que la vitesse de la lumière est une limite absolue que rien ne saurait dépasser. Et la relativité générale démontre qu’il faudrait à un objet une quantité infinie d’énergie pour dépasser la vitesse de la lumière, ce qui pose un petit problème de ressources.

Ceci dit, ce ne serait pas la première fois qu’une théorie – pourtant vérifiée systématiquement – serait revue et corrigée à la lumière d’un éclairage nouveau. La relativité générale d’Einstein avait déjà supplanté la gravitation de Newton. Ou plutôt, elle l’a intégrée. La gravitation newtonnienne a été englobée dans un modèle plus large. On sait aujourd’hui que la relativité est un modèle suffisant pour expliquer la réalité à une certaine échelle – la nôtre -, mais qu’elle n’est pas compatible avec la mécanique quantique – dans l’infiniment petit – et on ne sait pas très bien comment elle s’articule avec les notions de l’infiniment grand comme l’énergie noire par exemple. On sait depuis longtemps qu’elle est vouée à être remise en question tôt ou tard. La ou plutôt  les théories des cordes, la théorie M, la gravité quantique à boucles sont autant de pistes pour expliquer la réalité à toutes les échelles, mais aucune n’a encore pu être formellement démontrée. Il faudra pourtant bien un modèle théorique permettant d’expliquer ce qui est déjà observé aujourd’hui, comme l’intrication quantique soit la communication (update: merci à tous de vos remarques. Il ne s’agit pas de communication, ce qui impliquerait le principe de localité, qu’on n’observe justement pas dans le cas de l’intrication!) l’interaction instantanée entre deux particules, non seulement au niveau quantique, mais également à notre échelle… Quelle que soit la distance qui les sépare. (Par “instantané”, il faut entendre: plus rapide que la lumière…)

Qui sait… Tout cela va peut-être conduire la relativité à se retrouver englobée dans un modèle plus large à son tour. Et peut-être pas… L’avenir nous le dira :)

La suite des opérations

L’expérience MINOS, du Fermilab près de Chicago, va passer les 6 prochains mois à chercher, de son côté, à reproduire l’expérience de manière complètement indépendante, pour comparer les résultats. On notera toutefois que l’expérience MINOS fut la première, en 2007, à trouver un résultat similaire (les neutrinos sont arrivés plus vite que prévus), mais personne ne s’est acharné à vérifier tous les paramètres, comme au CERN. On a conclu à l’époque à une erreur de mesure et on a classé l’affaire.

L’expérience T2K, au Japon, va également chercher à reproduire l’expérience.

Et bien sûr, l’expérience OPERA se poursuit.

Affaire à suivre, donc. On reviendra sans doute dessus dès qu’il y a du nouveau.

Encore une petite ressource pour la route:

Une vidéo d’Univers Science TV (17 min): Interview de Jacques Marteau (l’un des chercheurs d’Opéra)

[Update juin 2012]

C’était finalement bien d’une erreur de mesure qu’il s’agissait. L’annonce a été faite par le CERN lors de la 25e Conférence Internationale sur la physique des neutrinos et l’astrophysique en juin 2012 à Kyoto suite à la découverte par l’équipe OPERA en février 2012 d’un problème de connexion de fibre optique. Pour en savoir plus: http://news.sciencemag.org/2012/06/once-again-physicists-debunk-faster-light-neutrinos

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Podcast science 43 – le CERN

On 29.06.2011, in Notes d'émission, by Podcast Science
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Bonjour bonjour!

Le dossier de la semaine

Infos pratiques pour notre visite au CERN

La quote de la semaine de Mathieu

Dans la première décennie du XXème siècle, on a découvert que l’Univers était en expansion, dans les années 20 que notre soleil n’était pas le centre de la Voie Lactée, dans les années 30 qu’il existait des galaxies en dehors de la nôtre, dans la décennie des années 40 et 50 on a appris à interpréter les ondes qui nous venait de l’espace, dans les années 60 on a découvert le rayonnement du fond diffus cosmologique, dans les années 70 la matière noire, dans les années 80 on a vu qu’au centre de chaque galaxie était présent un trou noir, dans les années 90 est apparue l’énergie noire et l’expansion accélérée de l’Univers, et cette première décennie du XXIème siècle voit apparaître l’explosion des exoplanètes. Ca été un grand siècle, et il n’y a pas de raison d’imaginer que ça va s’arrêter….
Vera Rubin

Prochain enregistrement le 6 juillet avec Anh Tuan :)

A bientôt, bonne semaine!

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