logoplanetastr67                                                                                                                                    

 

Mise à jour le 9 Sept 2018

CONFÉRENCE d’Etienne KLEIN,

Philosophe et Physicien   CEA Directeur du LARSIM.

Patronage de la Mairie du 13ème arrondissement et de Paris-Diderot

« Ettore Majorana et Bruno Pontecorvo : mystères et neutrinos »

Le Mercredi 5 Septembre 2018 salle Totem Paris 13

 

Photos : JPM ou autre pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

 

Une vidéo de la conférence englobant les slides a été produite. ( https://www.youtube.com/watch?v=c7YEEFuzKu8&t=3s)

 

 

BREF COMPTE RENDU

 

 

 

 

Tout le monde connaît Étienne Klein, ce n’est donc pas facile de le présenter de façon originale.

 

Centralien et DEA de physique théorique, mais c’est aussi un philosophe avec son doctorat en philosophie des sciences.

 

Il entre au CEA et dirige le LARSIM : Laboratoire de recherche sur les sciences de la matière à Saclay, labo situé au sein de l’IRFU, l’Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l’Univers.

Il enseigne à l’École Centrale.

 

C’est Michel Cribier (à droite sur la photo) du département des particules, qui présente le conférencier ce soir.

 

Il a d’ailleurs publié un excellent ouvrage (avec M Spiro et D Vignaud) sur « La lumière des neutrinos »

 

Il introduisait son ouvrage par les mots suivants que je reprends :

 

 

 

« Le temps de lire ces lignes, et votre corps aura été traversé par quelques millions de milliards de neutrinos en provenance du Soleil !

Cette particule énigmatique et fantasque, suspectée dès 1930, n'a été mise en évidence qu'en 1956. Elle est depuis devenue membre à part entière du bestiaire des physiciens.

Non content de jouer un rôle capital dans les phénomènes nucléaires, le neutrino est devenu un messager essentiel du cosmos : il nous renseigne sur le cœur du Soleil et la vie des étoiles, comme sur leur mort dans les explosions des supernovas, ou sur les premiers instants de l'Univers. Grâce à lui, la microphysique jette une lumière nouvelle sur le cosmos.

Le neutrino, par la multiplicité de ses manifestations, la subtilité de ses propriétés, l'ingéniosité des physiciens qui le traquent, est l'acteur vedette des scènes les plus excitantes de la physique contemporaine. Il était temps de conter son histoire. »

 

Et c’est ce que va s’attacher à faire Etienne Klein en nous parlant de deux grands physiciens qui ont contribué à la caractérisation de cette particule.

 

 

INTRODUCTION.

 

Je m’inspire de textes que j’ai déjà écrits en intro sur ce sujet pour ceux qui n’ont aucune connaissance de cette particule.

 

Les neutrinos sont apparus suite à une anomalie que l'on avait détectée avec le rayonnement Bêta.

La désintégration bêta moins, c'est la transformation d'un neutron d'un noyau en proton, la désintégration bêta plus est la transformation d'un proton en neutron.

 

 

Dans la radioactivité bêta moins, un électron était éjecté du noyau avec une énergie variable ce qui semblait prouver qu'une certaine quantité d'énergie était émise (conservation de l'énergie, une grande loi de la physique) mais non détectée.

Les lois de conservation de l'énergie n'étaient plus respectées, ce qui posait problème. Désaccord entre théorie et expérience !

 

C'est Wolfgang Pauli, qui émit l'hypothèse qu’une particule inconnue emportant l'énergie manquante, devait être émise à l'occasion de cette réaction.

 

Cette particule "virtuelle" n'est pas encore détectée, mais elle sera baptisée neutrino par Enrico Fermi.

Son symbole : n 

 

 

 

 

À cette occasion E Klein, nous parle de « l’effet Pauli », on dit que partout où il passait, tous les instruments de mesure se mettaient en panne !!

 

 

En fait lors de l'émission bêta moins, c'est un anti-neutrino qui est émis suivant la réaction :

 

http://www.planetastronomy.com/special/2010-special/16dec09/vignau4.gif

 

Le neutrino n'a en fait été détecté que près de 25 ans plus tard, en 1956.

 

Ensuite Brookhaven, le CERN et le Fermilab mettent en évidence les différentes sortes de neutrinos.

 

Les dernières expériences montrent qu'il ne peut exister QUE trois sortes de neutrinos.

 

 

http://www.planetastronomy.com/special/2018-special/10nov/clip_image010.jpgComment interagissent les neutrinos ??

Très faiblement !

Ce sont de vrais passe-muraille !

 

Si les neutrinos ont une masse, lorsqu'ils se déplacent, ils peuvent se transformer (plus ou moins totalement) d'une espèce dans une autre.

 

Le phénomène est périodique en fonction de la distance L entre la source et le détecteur et prend le nom d'oscillations

 

(Illustration D Vignaud)

 

 

 

 

Ces particules semblent indétectables, elles interagissent pour ainsi dire pas avec la matière.

 

Ce n’est qu’en 1956 que Reines et Cowan montèrent une expérience pour détecter des neutrinos, c'est l'époque des premiers réacteurs nucléaires et nos deux physiciens pensèrent qu'un important débit de neutrinos devait être produit à l'occasion de ces réactions nucléaires (désintégration bêta qui suit tout le processus de désintégration et qui émet des neutrinos, en fait des anti neutrinos).

En effet, le réacteur de Savannah River suivant qu’il est éteint ou en marche ne donne pas le même nombre de neutrinos :

 

 

BRUNO PONTECORVO.

 

Il est né à Pise en 1913, il est peu connu du grand public.

 

Il étudie la physique à l’Université de Rome, La Sapienza sous la direction de Fermi.

En 1934 il est recruté par Fermi et devient avec quelques autres ce que l’on va appeler les « Via Panisperna boys », dont E Majorana fera aussi partie. Fermi avait la particularité avant d’embaucher définitivement ses étudiants de leur faire passer une série de tests pendant 6 mois !

Un peu plus tard il quitte l’Italie pour Paris où il travaille avec Irène et Frédéric Joliot-Curie.

Il adhère aux idées communistes à cette époque.

 

Au début de la guerre, il trouve refuge aux Etats-Unis, mais attire l’attention du FBI. Il déménage ensuite en Grande Bretagne, où il va travailler dans l’industrie atomique au centre de Harwell !

 

Photo : Marianne, Gil et Bruno Pontecorvo en 1940 à Tulsa (crédit Gil Pontecorvo)

Mais, on pense (pas très clair !) qu’il s’adonne à des activités d’espionnage (à l’époque son collègue Klaus Fuchs est arrêté pour espionnage !), il est exfiltré en Union Soviétique en 1950, où il va faire partie de la Nomenklatura pendant un certain nombre d’années.

 

 

 

 

Il travaille à l’usine atomique de Dubna.

 

Il prédit l’oscillation des neutrinos et explique ainsi le mystère des neutrinos solaires.

 

Il meurt en 1993 et comme le signale E Klein, il aura passé exactement la moitié de sa vie à l’Ouest et l’autre à l’Est.

On ne sera donc pas surpris que ses cendres soient réparties exactement entre Rome et Dubna suivant sa volonté.

 

De nombreux mystères restent à résoudre autour de sa vie aventureuse !

 

 

 

ETTORE MAJORANA.

 

Il est né à Catane en Sicile en 1906 issu d’une famille aisée. Quatrième enfant sur cinq.

 

Bac à 16 ans, faculté d’ingénierie de Rome ensuite. Brillant mathématicien. Se lie d’amitié avec Emilio Segré futur Prix Nobel.

 

 

Il est repéré en 1926 par Fermi qui était nommé à la chaire de physique théorique. Majorana le persuade immédiatement de sa grande qualité lors d’une anecdote concernant des calculs compliqués qu’il remet au bout d’une nuit à celui-ci.

 

Dans ce groupe des boys de la rue Panisperna, certains ont des surnoms : Fermi est bien sûr le Pape ; Persico le Cardinal, Majorana le Grand Inquisiteur etc..

 

 

En 1929 il obtient son doctorat avec la note maximale.

 

 

 

 

 

 

Il propose des théories sur les particules élémentaires et sur les neutrinos. Il s’intéresse aussi à l’effet Tunnel.

Il publie de nombreux articles qui sont une contribution majeure à la physique nucléaire.

 

Il part pour Leipzig en 1932 où il rencontre Heisenberg.

À son retour en Italie, il est devenu différent, renfermé sur lui-même, bref on ne sait pas pourquoi.

A-t-il pris conscience de la guerre imminente, de la bombe atomique ?....

 

Il participe à la production des premiers transuraniens, notamment l’élément 93 (qui va devenir le Neptunium).

 

En 1937 crée un poste pour lui à l’Université de Palerme, où il s’installe en 1938.

 

 

Il écrit un article prémonitoire : le neutrino est sa propre anti-particule (ce sera la caractéristique de toutes les particules qui s’appelleront de Majorana).

 

Lorsque ce n’est pas le cas, on dit que c’est une particule de Dirac.

 

La question est toujours posée pour le neutrino.

 

Au cours d’une nuit de Mars 1938, il prend le bateau entre Palerme et Naples et…disparait.

On ne retrouvera jamais son corps, il a 31 ans.

 

 

Encore un mystère ! suicide ? enlèvement ? meurtre ?

 

 

 

 

 

 

 

 

En conclusion, Etienne Klein, nous parle de nouveau champ de recherche concernant le neutrino.

 

Si on pouvait démontrer que le neutrino est une particule de Majorana (sa propre antiparticule) on pourrait accéder à une nouvelle physique.

 

On pourrait presque expliquer l’asymétrie matière-antimatière.

 

 

Cette démonstration pourrait venir du procédé appelé double désintégration béta avec neutrino.

 

 

Comme précisé par le conférencier, ce processus est rare mais autorisé par le modèle standard.

 

 

 

 

 

 

 

Quelques mots sur la « masse » des neutrinos.

 

Que ce soit le neutrino solaire ou atmosphérique, il s'est donc bien transformé, et s'il est ainsi passé d'une saveur à une autre, les lois de la physique quantique imposent qu'il ait une masse et que celle-ci soit différente pour chaque saveur!

 

Des neutrinos de masse nulle ne pourraient pas osciller d'une saveur à une autre, les lois physiques l'interdisent (les masses doivent être différentes pour changer de saveur, donc les masses ne peuvent pas être nulles !), ce qui prouve bien qu'ils ont une masse.

 

Elle serait au plus de l'ordre de un million à 10 millions de fois plus faible que celle de l'électron.

 

 

Donc une très faible masse, mais non nulle.

 

 

Signalons aussi une particularité de la masse des neutrinos, on pense que c’est la seule particule dont la masse n’est pas donnée par le champ de Higgs.

 

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

BIBLIOGRAPHIE D’ETIENNE KLEIN :

 

Livre conseillé :. Le pays qu'habitait Albert Einstein d’Étienne Klein chez Actes Sud

 

Matière à contredire

 

En cherchant Majorana: Le physicien absolu

 

 

 

SITES INTERNET :

 

Le Pays qu’habitait Einstein : CR de la conf SAF d’Etienne Klein du 11 Janv 2017

 

L’Univers a-t-il connu un instant Zéro ? : CR de la conf. SAF d’Etienne Klein du 12 Mars 2014

 

Mathématiques et Physique : CR de la conf IAP d’Etienne Klein du 5 Janv 2016

 

Neutrinos, de B Pontecorvo au Nobel 2015 : CR conf SAF de D Vignaud du 10 Nov 2017

 

Le monde étrange des neutrinos : CR de la conférence SAF de Th Lasserre du 10 Dec 2014

 

Oscillating Neutrinos : CR conf Prix Nobel de Physique 2015 à la Sorbonne du 6 Avril 2016

 

La matière noire et le neutrino stérile par Th Lasserre du CEA dans le cadre de l'école Chalonge

 

Les neutrinos, rencontre du 4ème type : CR de la conf CEA de TH Lasserre du 19 juin 2014

 

Noyaux Et Particules  Science Et Histoire

 

ENRICO FERMI : L’Ingénieur Quantique par Alain Bouquet

 

La radioactivité bêta trahira-t-elle les neutrinos de Majorana ? par Futura Sciences.

 

Etienne Klein, En cherchant Majorana. Le physicien absolu.

 

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

Abonnez-vous aux astronews du site en envoyant votre e-mail.