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  Neutrinos et leur nature

En juillet 2016, plusieurs articles ont publié les résultats et les commentaires à propos d’une expérience réalisée sur le site MINOS comprenant le Fermilab (Chicago) d’où est lancé un faisceau de neutrinos muoniques aux caractéristiques physiques définies très précisément. Ce faisceau est intercepté 750 km plus loin et on détecte le nombre de neutrinos qui sont identifiables dans la saveur neutrino électronique. Ce site fait partie de ceux qui ont été conçus, dans le monde, pour étudier les propriétés d’oscillations des saveurs dont j’ai, dans le précédent article, mis en doute la validité de l’hypothèse de cette oscillation, effective sur leur trajectoire de propagation, en tous les cas les préalables qui la justifierait.

  Les conclusions de cette expérience jettent aussi un sérieux doute sur la validité de l’hypothèse de l’oscillation mais il faudra attendre que dans le cadre d’au moins une autre expérience avec une autre équipe de chercheurs une confirmation ou une infirmation soit apportée.

  Ci-dessous, je précise ce qui est exposé :

On s’appuie sur l’inégalité de Legget-Garg et sa violation pour analyser le résultat de l’expérience en question. Cette inégalité est équivalente à celle de Bell mais elle est évaluée sur la base du temps et non pas, comme celle de Bell, sur la base du lieu où on réalise une action de mesure d’une caractéristique d’un objet quantique et conduisant de fait à l’obtention immédiate de celle correspondante à l’autre objet quantique intriqué qui se trouve dans un autre lieu. L’inégalité de Leggett-Garg permet d’évaluer si deux objets sont dans des états superposés comme cela peut être conjecturé à propos du fameux chat de Schrödinger qui serait dans sa cage vivant/mort. Donc cela permet d’évaluer si un système se comporte d’une façon classique ou d’une façon quantique.

Dans l’article de Futura-Science du 18/07 : « Les neutrinos existent sous trois formes (donc trois états quantiques superposés), encore appelées saveurs, et se transforment en oscillant sans cesse de l’une à l’autre. Ce processus dépend de l’énergie des neutrinos, de sorte que pour une valeur donnée, un faisceau composé initialement d’une saveur en contiendra une autre selon une proportion dont la valeur oscille avec le temps, donc la distance entre la source et l’endroit de la mesure. La situation est donc semblable à celle imaginée par Leggett et Garg. Ce qui permet de tester les fondations de la théorie quantique dans un domaine particulier, celui des neutrinos à hautes énergies.

Pour cela, plutôt que d'effectuer plusieurs mesures séparées dans le temps sur un neutrino individuel, ce qui n’est pas réaliste car elles font disparaître la particule, on peut réaliser une expérience avec plusieurs neutrinos possédant des énergies différentes. C’est ce que les chercheurs ont fait avec des faisceaux de neutrinos produits au Fermilab et qui ont été envoyés à travers la croûte terrestre en direction du fameux détecteur de l’expérience Main Injector Neutrino Oscillation Search, Minos, à une distance de 735 km.

Les neutrinos initialement de type muonique peuvent devenir « électroniques » dans le détecteur de Minos. Comme on s’y attendait, les corrélations mesurées violent l’inégalité de Leggett-Garg en plein accord avec les prédictions de la mécanique quantique. Ce ne serait donc en effet qu’au moment de la mesure que la nature des neutrinos prendrait une réalité bien définie au sens classique, alors qu’elle resterait une superposition oscillante durant le trajet. Il ne faut donc pas voir (sic) dans cette oscillation un neutrino qui passerait constamment d’un état à un autre pendant son voyage. Même à ce niveau-là, le monde quantique n’a pas la réalité décrite par la physique classique. Ce qui n’aurait pas surpris Bohr, mais qu’aurait réfuté Einstein... »

Dans un autre article concernant la même expérience : phys.org le 19/07, « Les chercheurs ont trouvé que les données étaient ‘en haute tension’ avec une description plus classique sur la façon dont la matière devrait se comporter. En particulier, il était statistiquement improbable que les données relevées puissent être expliquées par des modèles de la sorte de ceux préconisés par Einstein, dans lesquels les objets endosseraient des propriétés définies plutôt que d’exister en état de superposition. »  Ceci fait référence à la croyance réaliste d’Einstein qui prétend qu’à la valeur d’une grandeur physique, il correspond et il existe un élément de réalité correspondant à cette grandeur physique. La source inspiratrice de cette croyance philosophico-scientifique étant spinozienne pour qui le bon ordre des connaissances est celui qui s’ajuste exactement à l’ordre des choses existant.

Il est donc montré, grâce au résultat de ces observations – qui rappelons-le a la valeur d’une ‘première’ et ce résultat a donc besoin d’être confirmé – que les neutrinos ne répondent pas à la préconisation des attributs préalables qui justifierait la propriété de l’oscillation. Grâce à ce résultat je rencontrerais la confirmation de mon rejet de l’attribution d’une masse d’inertie et plus généralement d’une masse. Si cela se trouve confirmé, l’horizon de leurs authentiques propriétés sera moins parasité par celles que je considère comme inappropriées.

Nous devons aussi prendre en compte le fait que les physiciens ayant rencontré des aberrations dans les résultats expérimentaux visant à confirmer leur hypothèse d’oscillations, ils ont alors considéré qu’il fallait inventer un quatrième neutrino. Celui-ci s’appelle le neutrino stérile. Stérile parce qu’il n’interagirait que par la voie de l’interaction gravitationnelle extrêmement faible étant donné les soi-disant masses très petites en jeux. Confirmons que ce neutrino n’a jamais été effectivement détecté, malgré des déclarations de quelques indices de leur trace observés ici ou là. Dans une publication du 08/08 de phys.org au titre éloquent : ‘La recherche dans IceCube du 'sterile neutrino' ne fournit aucune indication.’ A priori ‘Icecube’ serait le détecteur (dans l’Antarctique) le plus sensible pour constater sa trace. Quelles seraient les propriétés attribuées à ce quatrième neutrino ? :

1-     Il pourrait se transformer et osciller avec les neutrinos des trois saveurs. C’est la raison première pour laquelle on l’a inventé.

2-    Depuis, voilà ce que l’on espère avec sa découverte, in phys.org du 26/10/2016 : "The sterile neutrino could explain the puzzle of why the neutrino is so much lighter - by orders of magnitude - than any other massive particle. It could help to explain why the universe contains more matter than antimatter, ie help to explain why we exist as we do. And, if the sterile neutrino is heavy enough, it could even be part of the solution for the dark matter puzzle." "Finding a sterile neutrino would be an even bigger discovery than finding the Higgs boson," ; soit pas moins : « Le neutrino stérile pourrait expliquer le puzzle du pourquoi les neutrinos sont si légers – de plusieurs ordres de grandeurs – que les autres particules massives. Il pourrait aider à expliquer pourquoi l’univers contient plus de matière que d’antimatière, c. à d. expliquer pourquoi nous existons en tant que tel. Et, si le neutrino stérile est suffisamment léger, il pourrait même contribuer à la solution du puzzle de la matière noire. » ; « Découvrir un neutrino stérile serait une découverte plus significative que celle du boson de Higgs. »

Constatons que plus les physiciens sont ignorants sur un objet hypothétique et qui à ce titre bénéficie d’un grand nombre de degrés de liberté, plus on peut lui prêter les propriétés rêvées.

Pour mémoire, rappelons-nous que l’équipe de Planck a toujours affirmé que les données recueillies par le satellite donnent comme résultat 3 neutrinos et non pas 4.