19 février 2010

Je découvre par un site qui parle de mon travail :

http://grit-transversales.org/article.php3?id_article=210

un livre de Lee Smolin que je n’avais pas lu, mais qui peut être téléchargé en français chez Scribd :

Rien ne va plus en physique ! (Quai des Sciences, DUNOD, 2007)

http://www.scribd.com/doc/17693777/Lee-Smolin-Rien-Ne-Va-Plus-en-Physique

traduction française de :

The Trouble with Physics

http://books.google.fr/books?id=z5rxrnlcp3sC&pg=PA225&lpg=PA225&dq=Smolin+Gonzalez-Mestres&source=bl&ots=SQbJTz83Ga&sig=5HvtbnT-OX4HqH2hRSPeP88Kzsk&hl=fr&ei=mL59S9jFM8-TjAeqm-mKDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CA0Q6AEwAg#v=onepage&q=&f=false

J’y trouve à mon sujet, pages 204-205 de la version française (pages 341 et 342 de l’édition de poche de janvier 2010) :

(…)

Une expérience pourrait-elle donc sonder cette désintégration de l’image classique de l’espace et du temps à l’échelle de Planck ? Grâce aux capacités de l’électronique actuelle, on sait détecter des différences très petites dans les instants temporels d’arrivée des photons ; mais l’électronique actuelle suffit-elle pour mesurer les effets encore plus subtils de la gravité quantique ? Pendant des décennies, nous avons affirmé que l’échelle de Planck était si petite qu’aucune expérience réalisable ne pouvait la détecter, tout comme il y a cent ans, la plupart des professeurs affirmaient que les atomes sont trop petits pour qu’on puisse les voir. Un tel mensonge a été énoncé dans une quantité innombrable d’articles et de conférences. Car c’est bien un mensonge !

Il est remarquable qu’il ait fallu attendre le milieu des années 1990 pour comprendre qu’on pouvait réellement sonder l’échelle de Planck. Comme c’est parfois le cas, quelques personnes l’avaient déjà compris, mais on leur a demandé de se taire lorsqu’ils ont essayé de publier leurs idées. Un d’eux était le physicien espagnol Luis Gonzalez-Mestres, du Centre national de la recherche scientifique à Paris. Or, une telle découverte peut être réalisée plusieurs fois, de façon indépendante, jusqu’à ce que quelqu’un réussisse enfin à attirer l’attention de la communauté des spécialistes. C’est ce qu’a réussi à faire Giovanni Amelino-Camelia de l’Université de Rome. Aujourd’hui âgé de quarante ans, Amelino-Camelia est un physicien motivé, passionné et rigoureux qui porte en lui le charme et le feu associés aux tempéraments latins. La communauté de la gravité quantique a de la chance de le compter parmi ses membres.

(…)

(fin de citation)

et avant, page 200 (335 de l’édition de poche) :

(…)

L’espace fonctionnerait donc comme une espèce de filtre. Les protons qui composent les rayons cosmiques ne peuvent voyager qu’à condition qu’ils aient moins d’énergie que le seuil de production des pions. S’ils en ont plus, ils produisent des pions et se ralentissent, jusqu’au moment où leur énergie devient si basse qu’ils ne peuvent plus produire de pions. Tout se passe comme si l’univers avait imposé une limite de vitesse aux protons. Greisen, Zatsepine et Kouzmine ont prédit qu’aucun proton ne pouvait arriver sur la Terre avec plus d’énergie que celle nécessaire pour en faire des pions. L’énergie en question est égale à environ un milliardième de l’énergie de Planck (1019 GeV) et on l’appelle « coupure GZK ». C’est une énergie énorme, plus proche de l’énergie de Planck que tout autre énergie connue à ce jour. Elle est plus de 10 millions de fois plus grande que l’énergie obtenue dans les accélérateurs les plus sophistiqués. La prédiction GZK offre donc le test le plus rigoureux à ce jour de la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, car elle sonde la théorie à une énergie plus élevée et à une vitesse plus proche de la vitesse de la lumière que tou-tes les expériences jamais réalisées, ou même réalisables, sur Terre. En 1966, lorsque la prédiction GZK fut énoncée, on ne pouvait observer que les rayons cosmiques dont les énergies étaient beaucoup plus basses que la coupure, mais, récemment, on a construit quelques instruments qui peuvent détecter les particules des rayons cosmiques au niveau de la coupure GZK et même au-delà. Une de ces expériences, appelée AGASA (pour Akeno Giant Air Shower Array), est menée au Japon et a permis de découvrir au moins une douzaine de ces événements extrêmes. L’énergie impliquée dans ces événements dépasse 3 x 1020 eV – en gros, toute l’énergie qu’un footballeur peut donner au ballon, portée par un seul proton.

Ces phénomènes pourraient être un signe que la relativité restreinte ne s’applique pas aux énergies extrêmes. Les physiciens Sidney Coleman et Sheldon Glashow ont proposé, à la fin des années 1990, qu’une faille dans la relativité restreinte pourrait augmenter l’énergie nécessaire pour produire des pions, en augmentant ainsi l’énergie de coupure GZK, permettant aux protons dotés d’une énergie beaucoup plus élevée d’atteindre nos détecteurs terrestres 11.

(…)

(fin de citation, la référence 11 étant : S. Coleman et S. L. Glashow, « Cosmic Ray and Neutrino Tests of Special Relativity », Phys. Lett. B, 405, 1997, p. 249-252 ; Coleman et Glashow, « Evading the GZK Cosmic-Ray Cutoff », hep-ph/9808446.)

De telles affirmations sont, pour le moins, surprenantes.

Ceux qui me conaissent savent que je ne suis pas de ceux qui se taisent.  En l’occurrence, je ne me suis pas tu sur la violation de la symétrie de Lorentz. Pour ce qui est de la suppression de la coupure de GZK, l’idée de base est ici (avril 1997) :

http://arxiv.org/abs/physics/9704017

et j’ai écrit pas mal d’articles à ce sujet par la suite, antérieurs à ceux de Glashow, Amelino-Camelia et d’autres auteurs. Ces articles sont bien connus de ceux qui travaillaient dans le domaine.

Voir encore, pour la période récente :

http://arxiv.org/abs/0902.0994
http://arxiv.org/abs/0912.0725

En réalité, le premier des deux articles de Coleman et Glashow cités par Smolin n’évoque à aucun moment la coupure de GZK. Quant au modèle utilisé, il est très ancien, basé d’emblée sur une non-universalité de la vitesse de la lumière pour les particules “ordinaires”, ce que j’évite toujours. Sa dernière version est du 30 avril 1997. Elle cite mon travail, alors que j’avais déjà diffusé (le 14 avril) mon premier article sur la possible suppression de la coupure de GZK par la violation de la symétrie de Lorentz.

Cet article du 14 avril 1997 :

http://arxiv.org/abs/physics/9704017

est le premier d’une série que j’ai consacrée à ce sujet en 1997. Il formule clairement le mécanisme conduisant à la possible suppression de la coupure de GZK. Le résumé dit d’ailleurs, d’emblée :

“It then turns out that: a) the Greisen-Zatsepin-Kuzmin cutoff on high-energy cosmic protons and nuclei does no longer apply; b) high-momentum unstable particles have longer lifetimes than expected with exact Lorentz invariance, and may even become stable at the highest observed cosmic ray energies or slightly above.”

(fin de citation)

Cet article a été suivi, entre autres, d’une contribution à ICRC (International Cosmic Ray Conference) sur le même sujet :

http://arxiv.org/abs/physics/9705031

(diffusé le 26 mai 1997)

L’article de Coleman et Glashow qui évoque la possible suppression de la coupure de GZK (le deuxième cité par Smolin), et qui ne cite pas mon travail, est d’août 1998 :

http://arxiv.org/abs/hep-ph/9808446

C’est notamment pourquoi je m’en suis plaint ici :

http://arxiv.org/abs/physics/0003080

(voir le début de la page 9)

Voir également cet article du New York Times du 31 décembre 2002 qui, au moins, me cite devant Coleman et Glashow. Même si, au vu des dates, ce n’est pas exact que ces auteurs de Harvard aient trouvé le résultat indépendamment de mon travail :

http://www.nytimes.com/2002/12/31/science/space/31SIDE.html

J’avais d’ailleurs essayé quelque chose déjà en 1996, à partir des superbradyons :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/9606054

En revanche, il y a une différence entre mon travail et celui d’Amelino-Camelia, Smolin et d’autres auteurs. Leurs modèles ne peuvent pas être vérifiés par des expériences comme AUGER, car ils ne conduisent à aucune prédiction particulière aux énergies de la coupure de GZK. Alors que l’approche que j’ai considérée depuis 1997 est vérifiable, en tout cas pour un domaine de modèles et de valeurs des paramètres, et on peut essayer d’aller plus loin.

Ce sont mes modèles, que les expériences avec des rayons cosmiques d’ultra-haute énergie peuvent tester actuellement.

La tentative antérieure de Kirzhnits et Chechin publiée en 1971-72 (ZhETF Pis. Red. 14, 261, 1971 ; Yad. Fiz. 15 , 1051, 1972) ne conduit pas, non plus, à la suppression de la coupure de GZK, pour la même raison que la DSR (doubly special relativity) considérée par Amelino-Camelia, Smolin et d’autres auteurs ne permet pas d’obtenir un tel effet.  Ces auteurs partent d’emblée de l’hypothèse que les lois de la Physique sont exactement les mêmes dans tous les repères inertiels. Dans ce cas, il suffit de se placer dans le repère du centre de masse du système rayon cosmique - photon micro-onde, et l’effet disparaît.

Tel n’est pas le cas dans mes modèles, car depuis mon premier article sur le sujet en 1995 :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/9505117

j’ai systématiquement supposé l’existence d’un repère inertiel local privilégié (vacuum rest frame).

Tous mes articles depuis 1995 se trouvent en ligne sur le site http://www.arxiv.org .

Luis Gonzalez-Mestres


Commentaires

  1. […] « A propos de “Rien ne va plus en Physique”, de Lee Smolin (I) | Accueil 26 février 2010 Ma biographie actualisée sur Wikipédia […]

  2. Bonjour,

    L’esprit a sans doute une histoire, mais il n’y a pas d’histoire de l’esprit.
    Vous êtes invité à visiter mon blog (fermaton.over-blog.com), le code d’Einstein. C’est une théorie mathématique de la conscience humaine.

    Cordialement

    Clovis Simard


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