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Dernieres nouvelles de la physique _PHYSICS WORLD ( et de la pétaudière de la Cosmologie!) WEEK 17

Publié le 29 avril 2012 par 000111aaa

Il y a des semaines comme ça où (du moins en physique et sciences dépendantes, astronomie, cosmologie, chimie, biologie)  ce qu’ on raconte le mardi est remis en cause le vendredi !

Eh quoi ! dites-vous  , vous voulez vous lancer dans des tourbillons d’hypothèses  alors qu’existent à peine quelques évidences expérimentales…Pourquoi vous étonnez vous  d’être mis en demeure de changer votre fusil d’épaule ?C ‘est la rançon de votre imaginaire débridé !!! »

Je vous propose un exemple : je traite depuis quelques jours du contenu d’un magazine scientifique tachant de nous expliquer ,A VOIX POURTANT MULTIPLES  , l’aventure des étoiles , trous noirs etc.   .Les explications font souvent appel (du moins dans les formations d hypernova) à ces particules mystérieuses ,neutres ,extraordinairement «  légères », qu’ on appelle les neutrinos …Et voilà que  d’autres résultats mettent en cause une partie des hypothèses …..

  Ainsi va la  PHYSIQUE ! : on dirait le travail d’un maçon aux intentions changeantes et tourmentées  et qui ne sait vraiment pas à quel projet de mur à construire , il va devoir se rallier !

Oui, chers amis lecteurs, il n y a pas qu’ en politique qu’on se pose des questions où il faut intellectuellement choisir !

L article qui déclenche ce questionnement chahuteur , en voici la traduction personnelle que je vous propose !

La théorie des sursauts gamma est dehors , dans le froid !

Une des principales théories décrivant la façon dont les rayons cosmiques les plus énergétiques sont produits a peut-être actuellement besoin d’ être repensée à la lumière d'une nouvelle étude menée par des physiciens de l'Observatoire de neutrinos dénommée «  IceCube » en Antarctique. ( qui a dit que les physiciens manquaient d’humour ! ?).  Cette équipe s’était mise en demeure de détecter ces neutrinos extrêmement énergétiques qui sont censés être produits en même temps que des rayons cosmiques de haute énergie dans les explosions violentes qui marquent les décès d'étoiles massives -…… Las ! Après avoir regardé des centaines de ces explosions, AUCUN  neutrino de ce type n’a été trouvé .

Les rayons cosmiques «  Haute énergie » sont des particules chargées, telles que des protons, avec des énergies cinétiques supérieures à 10 puissance18 eV - donc un million de fois plus énergétiques que les particules issues des collisions produites par le Large Hadron Collider au CERN par la physique des particules.

Le mystère de l'endroit d’où ces rayons cosmiques proviennent a dérouté les astrophysiciens depuis des décennies. Les candidats probables sont les sursauts gamma (GRB), qui se produisent lors de l'explosion d'étoiles massives. Dans les quelques dizaines de secondes que durent habituellement ces phénomènes, un sursaut gamma peut éclipser tout le reste dans l'univers en libérant autant d'énergie que le Soleil va en produire dans sa vie entière. D'autres sources possibles des rayons cosmiques  de haute énergie pourraient provenir des noyaux actifs de galaxies au centre des galaxies.

Toutefois, il s'est avéré très difficile de tester ces théories, car le traçage des rayons cosmiques  depuis leur source d’émission n'est pas facile. C'est parce que, lorsque des particules sont chargées, elles sont déviées pendant leurs longs voyages vers la Terre par les puissants champs magnétiques présents dans l'espace.

La théorie du Fireball ( la boule de feu !)

Sur un certain nombre de scénarios possibles en matière de BSG, le modèle boule de feu s ‘avère être «le plus largement admis", selon Nathan Whitehorn, un physicien de l'Université du Wisconsin aux États-Unis qui a été impliqué dans l'étude menée par IceCube.

Cette théorie décrit une série de chocs internes qui accélèreraient les protons à travers l’explosion ( de la supernova) tandis qu’elle se dilate. Les protons entreraient en collision avec les rayons gamma et formeraient des pions , lesquels, spontanément, se désagrègeraient pour donner des neutrinos à des niveaux d’ énergies d'environ 10 puissance14 eV. Contrairement aux rayons cosmiques, les neutrinos ne sont pas affectés , eux , par les champs magnétiques et donc leurs trajectoires doivent se  pointer directement  et donc accompagner les sursauts gamma GRB.

Le dispositif de IceCube comprend un réseau de milliers de tubes photomultiplicateurs détecteurs enterrés sous 1.5 à 2.5 km de glace. Les détecteurs  cherchent les petits jets ( éclats fugaces) de lumière qui sont produits quand un neutrino interagit avec la glace. Les chercheurs ont parcouru la liste de deux ans de données de IceCube pour rechercher la preuve qu’une impulsion de neutrinos de haute énergie arrive sur Terre à chaque fois qu’ un sursaut gamma a été repéré grâce à un réseau d'environ 100 satellites, chacun contenant des détecteurs de rayons gamma. Au lieu de voir ces neutrinos de haute énergie qui arriveraient avec tous les rayons gamma détectés , même pas un neutrino n’a été vu en coïncidence avec les 300 sursauts gamma qui ont été détectés , eux au cours des deux années enregistrées.

Ce  r résultat est surprenant

Un tel résultat nul est "vraiment surprenant", selon Darren Grant, un physicien à l'Université de l'Alberta au Canada qui travaille sur le projet IceCube. «[Il] change tout  ce qui a été jugé constituer le eilleur modèle de compréhension de ces incroyables objets astrophysiques," dit-il.

L’absence de neutrinos suggère que soit les sursauts gamma ne produisent pas de rayons cosmiques, soit que les idées actuelles sur la façon dont le rayonnement cosmique et les mécanismes de production de neutrinos sont liés est viciée.

Les chercheurs ont calculé que la production de neutrinos énergétiques està un facteur d'au moins 3,7 inférieur à toute variation des modèles de boules de feu qu'ils ont testés. Selon Whitehorn, cette dernière recherche  est un défi, mais n'exclut pas l'idée que les sursauts gamma puissent rester les seules sources des rayons cosmiques les plus énergétiques".

  L’explication  GRB n’est pas totalement exclue

L’astrophysicien théorique Kohta Murase de l'Ohio State University aux Etats-Unis reconnaît que ce résultat "démontre que l'observation des neutrinos est devenue un outil important t pour 'aborder la longue histoire du mystère [rayons cosmiques]». Toutefois, Murase - qui n'est pas un membre de la collaboration IceCube - met en garde que les sources de BSG ne devrait pas être écartées pour l'instant, en soulignant qu'il se pose "des questions théoriques" avec certains modèles.

«Dans certains scénarios, il est également prévu que des rayons cosmiques de hautes énergies seraient produits sans nombreux neutrinos,» dit-il. «Ou bien ils pourraient alors être produits au cours de la phase d’après brillance- , pendant laquelle le flux de neutrinos devrait être inférieur."

L'étude est décrite dans la revue Nature.

À propos de l'auteur :Ceri Perkins est un écrivain de science basée aux États-Unis

9 commentaires

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