INTRODUCTION

 


Un calcul de vitesse prend en compte deux composantes :

- la distance parcourue
- le temps mis pour parcourir cette distance

Pour que la vitesse varie, il suffit que l'une au moins de ces deux composantes varie...

Alors, dans la situation qui nous préoccupe, de deux choses l'une :

- Ou la mesure du temps mis pour parcourir la distance est erronée, raison bien improbable au vu des infinies précautions prises
- Ou alors la distance parcourue est fausse, hypothèse à première vue saugrenue, mais peut-être pas autant que cela. Comment cette distance pourrait être erronée ? Elle est pourtant mesurée avec une précision inimaginable. Mais imaginons que le détecteur, et son horloge associée, soient venus à la rencontre du faisceau de neutrinos, à la façon d'un fusillé venant à la rencontre de la balle se dirigeant vers lui.

Dans les articles traitant de ce sujet dans les deux revues que j'ai lues attentivement (Science & Vie, Science et Avenir), tout se passe comme si l'expérience OPERA s'était déroulée dans un environnement statique, comme si la Terre était immobile.

 

 

Et pourtant elle tourne ! (Gallilée)

 

 

Elle tourne sur elle-même, mais surtout, elle tourne autour du soleil ! 

Si cette considération a été prise en compte, TOUT CE QUI SUIT EST NON AVENU. 

Mais quand même, voyons-en l'incidence. De petits dessins valant mieux que de longs discours :

 

1 : POSITIONNEMENT DE GENEVE ET DU GRAN SASSO SUR LE GLOBE

Cette première vue représente le couple Soleil/Terre vu de dessus. La position de Genève (LHC du CERN) est matérialisée par le point rouge marqué G, la position du Gran Srasso par le point jaune marqué GS.

 

Les sens de rotation, rétrogrades, de la Terre et du Soleil sont représentés par les flèches blanche et rose.

Position de la Terre à 12h ("heure du Soleil").

2 : MATERIALISATION DU DEPLACEMENT DES SITES DEPART ET ARRIVEE

Mesure de la vitesse effectuée à 12h (heure "du Soleil")

En pointillé : la position de la Terre à l'instant du passage du faisceau de neutrinos sur la ligne d'arrivée au Gran Sasso.

Le chronométrage débute au passage du faisceau de neutrinos sur la ligne de départ à Genève. Le faisceau poursuit sa course en direction du Gran Sosso.

Du fait du déplacement de la Terre autour du Soleil, le détecteur et son horloge associée viennent à la rencontre du faisceau de neutrinos.

 

Les neutrinos ont parcouru moins de 730 km, ceci est une certitude, donc en un temps inférieur à celui qu'ils auraient dû mettre pour parcourir les "réels" 730 km. Si ce sont les 730 km qui sont pris en compte pour le calcul de sa vitesse, alors celle-ci se trouve majorée du fait de cette "petite tricherie". v = d / t

Calcul effectué : v1 = 730 / 2.4

Calcul qu'il aurait fallu effectuer : v2 = 729.980 / 2.4

Il semble bien que v1 est supérieur à v2...

3 : MATERIALISATION DU DEPLACEMENT DES SITES DEPART ET ARRIVEE A 24H


Mesure effectuée à 24h

A l'inverse, l'expérience reproduite 12 heures après devrait donner un résultat opposé : le détecteur et son horloge associée se seraient éloignés du faisceau de neutrinos venant à leur rencontre. Et les neutrinos auraient alors été traités de "lambinards". D'où me semble-t-il, l'importance de l'heure à laquelle l'expérience est effectuée...

Il me semble indispensable de s'attarder sur ce point, et de l'expliciter, car c'est un argument de taille que l'on pourrait opposer à cette proposition d'explication.

Tout d'abord, la nouvelle vitesse calculée des neutrinos est-elle rigoureusement la même à chaque mesure ? Non, si, sauf erreur de ma part, j'interprète bien cette partie de l'article de Science et Avenir n°777 de novembre 2011 : "c'est ainsi qu'ils ont relevé quelques 16000 évènements dont le temps moyen indique un dépassement de vitesse d'environ 0,0025% par rapport à celle de la lumière."

 

D'où une question légitime : pourquoi les résultats des mesures ne sont-ils pas tous identiques ? Les erreurs imputables aux instruments de l'expérimentation semblent exclues, compte tenu des extrêmes vérifications effectuées. La vitesse de 299 799 923 m/s est-elle la véritable vitesse des neutrinos, est-elle une valeur maximum, ou moyenne ? Quelle pourrait alors être l'explication des variations de mesure ?

Je pense que des vitesses mesurées ont été infraluminiques, d'autres "supraluminiques".

Les vitesses infraluminiques ont été mesurées après 18h, la valeur la plus basse se situant à 24h. Dans cette situation, le faisceau de neutrinos a parcouru plus de 730 km, donc en un temps plus long que celui mis pour parcourir 730 km, et le calcul de la vitesse a été fait sur la distance de 730 km.

Et je pense que les vitesses différentes les unes des autres, considérées "supraluminiques" ont été mesurées dans la plage horaire 06h / 18h.

4 : REPRENONS ET TENTONS DE QUANTIFIER



 
Cette vue (Source photo : guide vert Michelin "Italie") a pour objectif de visualiser deux situations significatives :
En rouge, l'hypoténuse C de ce triangle rectangle représente le parcours du faisceau de neutrinos et son passage au point de mesure 1 à Gran Sasso. (Thèse officielle). C = 730 000 m
En jaune, en raison du déplacement de la Terre autour du Soleil, le point de passage et de mesure 1 du faisceau de neutrinos se déplace en 2.
(Pour des raisons de visibilité, la distance d a été considérablement exagérée).

La distance C' est la distance réellement parcourue par le faisceau de neutrinos.

La distance de 1 à 2 sera dénommée d dans la suite du texte.

CALCUL DE LA DISTANCE C'

C' = racine carrée (A'² + B'²)
A' = A - d
Le calcul de la distance d est un préalable pour obtenir la valeur de A' :
Les neutrinos ont parcouru la distance C en 2,4 ms. (toujours Thèse officielle).
On peut, en interpolant, calculer le temps qu'ils auraient mis pour parcourir A. Le rapport entre C et A (730 km / 493.72 km) est égal à : 1,47. Les neutrinos auraient mis : 2,4ms / 1,47 = 1,63 ms pour parcourir la distance A.

En 1,63 ms, quelle distance d parcourt le point 1 sur la Terre ?
Celle-ci tourne autour du Soleil à la vitesse de 107 460 km/h. En 3 600 000 ms, elle parcourt 107 460 000 m.
En 1,63 ms, elle parcourt 107 460 000 X 1,63 / 3 600 000 = 48,65 m.
d = 48,65 m
Grâce aux cartes, pour le triangle rectangle rouge, avec l'imprécision que je m'impute :
A :
493,72 km
B :
537,72 km
Le théorème de Pythagore dit que C : 730,00 km.

Maintenant, que dit Pythagore si l'on passe du triangle rouge au triangle jaune ?
A' = A - d
A'
= 493 720 - 48,65 = 493 671 m
B' = B (inchangée) = 537 720 m
C' = racine carrée (A'² + B'²)
C' = racine carrée (243 711 + 289 143)
C' = 729 967 m
Cela veut dire que le faisceau de neutrinos a eu une avance de : 730 000 m - 729 967 m = 33 m
Pourquoi pas les 20 m constatés ?
Les 20 m constatés sont une valeur moyenne. (Voir ci-dessus).
Tous les calculs qui précèdent sont basés sur une valeur maximum de l'incidence de la position de la Terre (12h), donc distance d'avance maximum.
A 18h, la vitesse des neutrinos mesurée est leur vitesse réelle, donc avec un écart nul par rapport à celle de la lumière.
C'est ainsi que, par exemple, si la mesure est faite à 15h (ou à 09h) l'avance du faisceau sera de 33m / 2 = 17,5 m, ce qui est une valeur tout à fait compatible avec les mesures officielles.
 
Temps de vol d'un faisceau de photons sur 730 000m = 0,002435018s
Temps de vol d'un faisceau de neutrinos à la vitesse de la lumière sur 729967 m = 0,002434908s, donc 110 milliardièmes de seconde de moins que si la distance avait été 730 000 m.

Donc : vitesse considérée comme "supraluminique" !

En fait, l'écart mesuré entre le temps de vol des neutrinos et celui qu'aurait mi la lumière est de 60 milliardièmes de seconde.
Cette différence s'explique pour les mêmes raisons que ce qui se trouve dans la colonne de gauche (influence de l'heure de la mesure).

5 : CORRECTION (MINIME) A APPORTER : CELLE DUE A LA ROTATION DE LA TERRE SUR ELLE MEME


Ici, tout se passe comme si la Terre ne tournait pas autour du Soleil, mais uniquement sur elle-même.

Dans les deux situations extrêmes jour/nuit, le détecteur et son horloge s'éloignent du faisceau de neutrinos venant vers eux.

La vitesse des neutrinos se trouve systématiquement minorée.


Source photo : Cité de l'Espace, Toulouse

 

Une évaluation de la vitesse tangentielle de la Terre au niveau de Genève/Gran Sasso donne environ 1200km/h.

En 3600 000ms, un point sur la Terre se déplace de 1 200 000m. En 1,6ms, il se déplace de : 1 200 000 X 1,6 : 3 600 000 : 0,53m.

Ce retard est bien maigre, et même en le retranchant des 33m d'avance dus à la rotation de la Terre autour du Soleil, on est loin du compte !!!

6 : CONCLUSION


Mesure effectuée à 18h: le déplacement de la Terre ne modifie pas (ou de façon infime) la distance entre G et GS.

La vitesse mesurée serait donc la vitesse réelle des neutrinos.

Une mesure de la vitesse des neutrinos à 12h et une autre à 24h permettrait de savoir si le déplacement de la Terre a une incidence sur la vitesse des neutrinos. Si ces deux mesures révélaient un écart important, ce serait déjà une forte présomption que oui.

 

Une confirmation pourrait consister en une mesure intermédiaire à 18h. Si le résultat était la moyenne des deux vitesses précédentes, ce serait une quasi confirmation.

7 : COMPARAISON ENTRE LES EXPERIMENTATIONS OPERA ET MINOS DESTINEE A CONFIRMER OPERA

L’expérience Minos peut permettre de valider, ou d’invalider les résultats de l’expérience OPERA. 

Le Fermilab, situé aux Etats Unis, près de Chicago dans l’Illinois, émettra un faisceau de neutrinos vers sa cible située à Soudan, installée sous terre dans une ancienne mine, à 735km de là.

 La configuration des sites de l’expérience MINOS présente des similitudes avec celle des sites de l’expérience OPERA.

Les distances sont voisines, et les angles de tir par rapport au méridien sont voisins. En revanche, quelle que soit l’heure du tir, les cibles auront toujours un mouvement respectif opposé de recul ou d’avance par rapport au faisceau de neutrinos.

8 : POSITIONNEMENT DU FERMILAB ET DE SOUDAN SUR LE GLOBE


La Terre est représentée vu de dessus. La position du Fermilab est matérialisée par le point bleu marqué F, la position de Soudan par le point vert marqué S.

Les sens de rotation, rétrogrades, de la Terre et du Soleil sont représentés par les flèches blanche et rose.

9 : MATERIALISATION DU DEPLACEMENT DES SITES DEPART ET ARRIVEE


Hypothèse où l'expérience est effectuée à 12h, heure du "Soleil".

 

Après le tir, pendant le temps de vol, le détecteur et son horloge associée s’éloignent du faisceau de neutrinos venant à eux. Le temps de vol est ainsi majoré, entrainant une vitesse minorée (à l’inverse de Gran Sasso).

10 : EXPERIENCE EFFECTUEE A 18H


Hypothèse où l'expérience est effectuée à 18h, heure du "Soleil".

 

la cible et son détecteur associé ne se sont ni rapprochés ni éloignés du faisceau de neutrinos venant vers eux. La vitesse mesurée est exacte.

11 : EXPERIENCE EFFECTUEE A 00H


Hypothèse où l'expérience est effectuée à 00h, heure du "Soleil".

 

Après le tir, pendant le temps de vol, le détecteur et son horloge associée se rapprochent du faisceau de neutrinos venant à eux. Le temps de vol est ainsi minoré, entrainant une vitesse majorée (à l’inverse de Gran Sasso).

12 : EXPERIENCE EFFECTUEE A 06H


Hypothèse où l'expérience est effectuée à 06h, heure du "Soleil".

 

Théoriquement, même résultat qu'en 10.

QUID DE L'EXPERIENCE DU FERMILAB

Les résultats de l’expérience MINOS devraient être sensiblement identiques à ceux de l’expérience OPERA. A condition de tenir compte de l’heure à laquelle les mesures seront effectuées. D’ailleurs, cet excès de vitesse des neutrinos a été constaté il y a quelques années au Fermilab, mais il avait été à l’époque attribué au manque de précision des mesures. ("il n’en n’était rien...").

Dernière mise à jour: Jeu, 05 avril, 2012 20:25