La relativité restreinte

Par Olivier Drapier le 16 décembre 2015

A la fin du XIX ème siècle, la physique apparaît comme une science complète, capable d’interpréter l’ensemble des phénomènes connus par des lois agissant dans le cadre général que constituent l’espace et le temps absolus. Le génie d’Albert Einstein ne réside pas seulement dans l’analyse de certaines expériences et dans la découverte de nouvelles lois, mais bien dans le bouleversement conceptuel que constitue la théorie de la relativité. L’espace et le temps n’y sont plus le « décor » dans lequel se déroule la physique, mais se mélangent, se déforment, et deviennent ainsi des « acteurs » de la pièce à part entière. En cent-dix années d’existence, cette théorie n’a jamais été mise en défaut par aucune expérience de physique. Je vous invite à voyager avec moi dans l’espace-temps, où nous verrons que le temps s’écoule différemment selon que l’on se trouve dans la voiture en mouvement ou sur le bord de la route. Nous y découvrirons la lumière, qu’on ne peut jamais rattraper, des montres qui ralentissent, et des trains qui tiennent tout entiers dans des tunnels plus courts qu’eux …

Les neutrinos

Par Olivier Drapier le 4 mars 2015

Le neutrino est une particule élémentaire de matière qui apparaît dans les réactions nucléaires et les phénomènes de radioactivité. Comme les autres constituants élémentaires de la matière, quarks et électrons, le neutrino possède une antiparticule qui lui correspond.

Postulée par W. Pauli dès 1930 pour concilier le principe de conservation de l’énergie avec les observations, l’existence du neutrino n’a été confirmée expérimentalement qu’en 1956. Dépourvu de charge électrique, il interagit si faiblement avec la matière qu’à chaque seconde, nous sommes traversés sans nous en rendre compte par des centaines de milliers de milliards de neutrinos produits naturellement par le Soleil. Nous connaissons trois types de neutrinos, et nous savons désormais qu’ils peuvent osciller d’un type à l’autre, ce qui prouve entre autres qu’ils possèdent une masse non nulle.

Messagers des phénomènes cosmiques, révélant la présence de réactions nucléaires ou de matières radioactives, traversant sans interagir des épaisseurs considérables de matière, les neutrinos sont bien loin d’avoir révélé tous leurs secrets, et une meilleure connaissance de ces particules permettra sans doute un jour de mieux les utiliser …

 

Troublants trous noirs

Conférence le 25 septembre 2013

Olivier Drapier, directeur de recherches à l’IN2P3 Laboratoire Louis Leprince Ringuet, est un conférencier apprécié par son talent à mettre à la portée de notre public les sujets apparemment inaccessibles tels que « les particules élémentaires » (mars 2010), ou politiquement sensibles comme « Radioactivité, le noyau dans tous ses états et Fission, fusion comment ça marche, à quoi ça sert » ( octobre 2011) et « Pourquoi dépenser des milliards pour trouver le Boson de Higgs ? » (février 2013). Cette année, en séance inaugurale, il nous invite à partir à la recherche de l’Univers invisible des

« Troublants trous noirs » :

« La gravitation est la force la mieux connue de nous tous, puisque nous y sommes soumis quotidiennement depuis le jour de notre naissance. Il aura cependant fallu attendre le XVIIème siècle pour que Kepler en énonce les premières lois, reprises par Newton dans le cadre de la théorie de la gravitation universelle. Une révolution conceptuelle intervient au début du XXème siècle avec l’élaboration de la relativité générale par Einstein, pour qui la gravitation n’est plus une force, mais la conséquence d’une déformation de la géométrie de l’espace-temps. Cette théorie, toujours en vigueur aujourd’hui, conduit à prédire l’existence de singularités dont rien ne peut s’échapper, pas même la lumière. L’existence de ces « trous noirs », longtemps hypothétique, est aujourd’hui bien établie, et il semble que beaucoup de galaxies, telle notre voie lactée, en possède un en leur centre. Nous verrons que s’ils sont par définition inaccessibles à l’observation directe, ils peuvent néanmoins être étudiés par leurs effets sur la matière et la lumière environnantes … »

 

Pourquoi dépenser des milliards pour trouver le bosons de Higgs ?

Par Olivier Drapier

Le 4 juillet 2012, le CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire) annonçait la découverte d’une nouvelle particule fondamentale qui pourrait bien être le « boson de Higgs », dont l’existence est prédite depuis 1964. Cette découverte est l’aboutissement d’une longue série d’expériences menées dans le monde entier, et dont le coût se compte en milliards d’euros. Le citoyen peut alors légitimement se demander quelle est l’utilité de telles recherches, au delà des simples retombées économiques qu’elles engendrent localement.
A défaut de pouvoir prédire l’utilisation de cette découverte, à supposer qu’elle soit un jour d’une quelconque utilité pratique, nous verrons en quoi notre vie d’aujourd’hui serait bien différente sans les avancées de la physique fondamentale d’il y a 100 ans (relativité, mécanique quantique), et nous constaterons que certaines découvertes plus récentes (antimatière, muons, particules étranges, …) commencent à « servir à quelque chose » aujourd’hui, et permettent même parfois de sauver des vies …