144 – la troisieme voie : une physique axiomatique

EXTRAITS D’ARTICLE

L'affirmation d'Albert Einstein qu'il y a une limite de vitesse ultime - la vitesse de la lumière - a résisté à de nombreux tests au cours des 100 dernières années, mais cela n'a pas empêché l'Université de Californie, Berkeley, postdoc Michael Hohensee et l'étudiant diplômé Nathan Leefer de vérifier si certaines particules peuvent briser cette loi.
Le dysprosium, élément 66 des terres rares utilisé dans les revêtements de disque dur a une structure électronique inhabituelle idéalement adaptée à des expériences de ce genre. La première tentative de l'équipe de tester ce principe fondamental de la théorie de la relativité a démontré encore une fois que Einstein avait raison, mais Leefer et Hohensee améliorent l'expérience pour repousser les limites de la théorie encore plus loin - et peut-être mettre en place un écart qui pourrait aider les physiciens à combler les manques dans les principales théories actuelles de l'univers.
Hohensee, Leefer et Dmitry Budker, une UC Berkeley professeur de physique, a mené le test en utilisant une nouvelle technique impliquant deux isotopes de l'élément de dysprosium. En mesurant l'énergie nécessaire pour modifier la vitesse des électrons quand ils sautent d'une orbitale atomique à l'autre en liaison avec la rotation de la Terre sur une période de 12 heures, ils ont déterminé que la vitesse maximale d'un électron - en théorie, la vitesse de la lumière, soit environ 300 millions de mètres par seconde - est le même dans toutes les directions. Leurs mesures étaient 10 fois plus précises que les précédentes tentatives pour mesurer la vitesse maximale des électrons.
En utilisant les deux isotopes de dysprosium comme «horloges», ils ont également montré que la Terre tournait plus ou moins loin du soleil au cours de deux années, la fréquence relative de ces «horloges» est restée constante, comme Einstein avait prédit dans sa théorie de la relativité. Leurs limites sur les anomalies dans la physique des électrons qui produisent des écarts par rapport à redshift gravitationnel d'Einstein sont 160 fois mieux que les limites expérimentales précédentes.
Budker et son équipe font également état dans un document nouvellement admis dans Physical Review Letters qu'ils ont utilisé le même dispositif expérimental pour montrer qu'une constante fondamentale de la nature, de la constante de structure fine, ne varie pas dans le temps ou dans les différents champs gravitationnels.

Hohensee fait partie d'un groupe dirigé par l'Université de Berkeley, professeur de physique Holger Müller qui met l'accent sur les mesures de précision pour tester les aspects des théories d'Einstein, y compris redshift gravitationnel. Les nouveaux résultats viennent compléter les conclusions de l'une des 2010 expériences de Muller, qui mettent encore des limites plus serrées sur le redshift gravitationnel pour des ondes de matière.

COMMENTAIRES

Deux approches fondamentales existent en physique et sont souvent complémentaires : l’expérimentation et l’analyse mathématique. Elles sont dominantes aujourd’hui et cela depuis quelques siècles, depuis les expériences de Galilée et son fameux adage selon lequel la nature parlerait le langage des mathématiques.

Il se trouve une troisième fois totalement négligée, celle d’une physique axiomatique dont les fondements reposeraient sur un certain nombre de lois et principes. Cette physique axiomatique constituerait le socle cohérent à partir duquel les expériences et leurs résultats mathématiques élaboreraient leurs concepts et hypothèses et viendraient en retour les justifier et les compléter.

Nous pourrions prendre à titre d’exemple le principe selon lequel il doit nécessairement exister dans l’univers une vitesse limite. Si tel n’était pas le cas, le principe d’addition des vitesses conduirait à une vitesse infinie. Or, une telle vitesse infinie est absolument inconcevable, elle signifierait qu’un corps pourrait immédiatement atteindre les limites de l’univers, si une telle  limite existe. Pareillement, il ne peut exister plusieurs vitesses limites, la plus grande serait prise pour étalon.

Ainsi, il est inutile de s’essayer à des expériences pour tenter de repousser cette limite puisque celle-ci s’impose comme une des conditions fondamentale pour une théorie axiomatique du mouvement. Il en va de même pour les principales constantes dont une axiomatique simple démontrerait leur absolue invariabilité pour la raison simple que ces constantes sont reliées entre elles pour assurer les bases stables d’un univers à partir desquelles la diversité et le mouvement sont rendues possibles.

Ainsi, une physique axiomatique – comme les éléments d’Euclide – constituerait une architecture solide et cohérente en un temps où la physique traverse une véritable crise des fondements se traduisant par une multiplication des théories les plus loufoques qu’accompagnent et justifient des mathématiques sophistiquées sans plus aucun rapport avec le réel qu’elles ont charge de mesurer.