Neutrinos : plus rapides que la lumière ?

C'est un séisme qui est en train de se produire dans le monde de la physique. Et pour cause, puisque le physicien Dario Autiero, chercheur à l'Institut de physique nucléaire de Lyon, et son équipe s'apprêtent à publier un résultat ahurissant : l'existence de neutrinos, ces particules élémentaires de masse quasiment nulle, qui se déplaceraient plus vite que la lumière !

Comment les chercheurs ont-ils obtenu ce résultat ? Pour comprendre, il faut d'abord savoir que Dario Autiero et son équipe travaillent au Laboratoire souterrain de Gran Sasso (Italie), sur un dispositif bien spécifique appelé OPERA, destiné à analyser le comportement des neutrinos de type muon (les neutrinos peuvent être de trois types : muoniques, électroniques, et de type Tau). Le dispositif OPERA fonctionne comme suit : tout d'abord, des neutrinos sont émis par l'accélérateur de particules du CERN, en Suisse, à 732 km exactement du laboratoire de Gran Sasso. Ces particules traversent alors la croûte terrestre... jusqu'au laboratoire souterrain de Gran Sasso, où ils sont alors détectés.

60 nanosecondes de moins que la lumière

Munis de ces données, les chercheurs s'apprêtent maintenant à publier leur résultat. Dans cette perspective, une conférence de presse sera donnée par Dario Autiero au CERN ce jour, soit le vendredi 23 septembre à 16h. Cette conférence de presse sera retransmise sur internet à l'adresse http://webcast.cern.ch.

Un résultat à confirmer par d'autres mesures

Quelles sont les implications théoriques de ce résultat, s'il est avéré ? Elles seront vraisemblablement très grandes. Tout d'abord parce que la Théorie de la Relativité Restreinte, forgée par Einstein en 1905, prévoit que la vitesse de la lumière est indépassable. Ce résultat obligerait alors les scientifiques à replonger dans ce modèle, afin de l'adapter, voire de le revoir de fond en comble.

Mais il y a plus. Car selon l'une de nos sources dont le timing de la conférence de presse du CERN, non encore donnée à l'heure où nous écrivons, nous oblige à taire pour l'instant le nom, ce résultat vient aussi renforcer une hypothèse un peu folle : celle de l'existence d'un monde "supraluminique", c'est-à-dire un monde où les particules se déplacent plus vite que la lumière, aux côtés de notre monde infraluminique (où tout ce qui existe se déplace à une vitesse inférieure à celle de la lumière). Et l'expérience menée par les chercheurs de Gran Sasso viendrait non seulement renforcer l'idée qu'il existe un monde supraluminique aux côtés du notre, mais suggèrerait également qu'il est possible de "communiquer" en quelque sorte avec ce monde supraluminique !

A la fin de sa vie, Einstein avait suggéré l'existence d'objets physiques plus rapides que la lumière

Reconnaissons d'ailleurs que l'hypothèse d'univers multiples n'est pas nouvelle. Il y a par exemple la théorie dite des branes, qui selon Thibault Damour pourrait peut-être se trouver renforcée si bien sûr les résultats des chercheurs du CNRS étaient bel et bien confirmés : "Pour comprendre la théorie des branes, imaginez d'abord qu'une feuille de papier est devant vous. Cete feuille de papier est en quelque sorte un objet en 2 dimensions, mais qui existe dans un espace en 3 dimensions. Maintenant, imaginez que notre univers,  dont on sait qu'il s'agit d'un espace à 3 dimensions physiques plus une quatrième dimension qui est le temps, existe en fait dans un univers qui comprend 5, 6 ou même 7 dimensions. C'est cela la théorie des branes : un monde où notre univers n'est une sorte de sous-espace, plongé au sein d'un espace doté d'un nombre plus important de dimensions. C'est un peu comme si nous étions un insecte posé sur l'eau, qui ne se douterait pas un seul instant qu'il existe toute une vie sous l'eau".

Notre monde à 4 dimensions est-il plongé dans un espace aux dimensions plus nombreuses ?

Mais alors, en quoi l'expérience de Gran Sasso, si elle était confirmée, viendrait renforcer cette théorie des Branes ? Thibault Damour détaille : "Imaginez à nouveau que nous vivons dans ce sous-espace à 3 dimensions plus une quatrième qui est le temps. Ce sous-espace est donc plongé dans un univers doté de 5, 6 dimensions ou même plus. La lumière serait alors un type de particules ne circulant que dans notre sous-espace, c'est-à-dire notre monde. Alors que les neutrinos seraient, quant à eux, capable de circuler dans cet espace plus large au sein duquel notre sous-espace est plongé. Et pourraient donc aussi traverser notre sous-espace".

On le voit, les implications de ce résultat pourraient être intellectuellement passionnantes. Mais avant de les envisager, le monde de la science attend désormais une véritable validation scientifique des travaux de Dario Autiero : "Si ces résultats étaient confirmés, j'en serais le premier heureux car cela ouvrirait un intense chantier de réflexion, ce qui ne pourrait qu'être bénéfique pour la physique, nous confie Thibault Damour. Mais tant que nous n'avons pas la confirmation de ces résultats, nous ne pouvons pas les considérer comme valides". Gageons que les prochains jours apporteront de nouveaux éléments.

Voir la vidéo produite par le CNRS pour annoncer le résultat des chercheurs :