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L'énigme du solar neutrino deficit.
...En Relativité Générale classique on suppose implicitement que l'univers est composé d'un unique feuillet. Rien n'indique, disent certains, qu'il soit nécessaire d'envisager une configuration différente.
Voire.
Les réaction de fusion qui sont à l'oeuvre dans le coeur du soleil produisent de l'énergie sous forme :
- De photons
- De neutrinos.
...Les neutrinos interagissent très peu avec la matière, ils quittent donc le soleil sans encombre. L'énergie sous forme de photons transite péniblement vers la surface du soleil, la chromosphère, au rythme d'absorbtions et de réémissions successives et grâce à la convection qui règne dans l'astre. Quand cette énergie atteint la chromosphère elle est émise sous forme de photons.
...Sur Terre nous captons donc, modulo ce retard, photons et neutrinos. Jusqu'à une date assez récente on ne savait pas mesurer ce flux de neutrinos, bien que chaque centimètre cube de notre personne soit traversé chaque seconde, sauf erreur par dix milliards de neutrinos.
...La mesure de ce flux a révélé un fait troublant. On ne capte qu'environ la moitié des neutrinos attendus. C'est le solar neutrino déficit, le déficit en neutrinos solaires. Il faudra absolument trouver un jour une explication à ce phénomène sinon c'est toute notre connaissance de la dynamique du soleil (et des étoiles) qui s'effondre.
...Dans mon dernier livre, paru aux Editions Albin Michel, intitulé "on a perdu la moitié de l'univers", j'avais écrit dans la première partie qu'on avait une prise théorique du fonctionnement des étoiles considérée comme satisfaisante. Mais comme les choses bougent, dans le livre suivant je devrai inclure un chapitre intitulé :
...Certains physiciens théoriciens sont consternés, d'autres ravis. En effet voilà le premier phénomène qui prend réellement la mécanique quantique en défaut. Il va falloir remettre cela sur le métier.
Un univers, ou
deux ?
Quelles sont les
idées spéculatives en cours ?
Deux premières
références : ...Foot
et Volkas pensent que l'univers est composé de deux "secteurs", le
nôtre et un "mirror sector", en miroir, énantiomorphe, c'est
à dire "P-symétrique". L'énergie dégagée
par la fusion mettrait donc en jeu à la fois des neutrinos "classiques"
et des "mirrors neutrinos", des neutrinos appartenant au second "secteur"
(neutrinos des trois types : électronique, muonique et tauonique, et,
bien sûr, leurs anti-particules). Secteur, feuillet, nappe : des mots
synonymes.
...Notre
univers n'est pas symétrique. Il est le siège de ce qu'on appelle
la violation du principe de parité. Des réactions "droites"
ne se déroulent pas au même rythme que leurs images en miroir.
Référence classique : ...Foot
et Volkas "symétrisent" l'univers en supposant qu'il possède
un double, le mirror universe, où cette violation du principe de parité
s'effectuerait dans le sens inverse. Au passage, nous avons construit un modèle
où les neutrinos possèderaient des "petits frères", CPT-symétrique,
en utilisant la théorie des groupes.
...Voir
:"J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of antimatter through coadjoint
action of a group on its momentum space." 3 : Twin group. [Sur site: Geometrical
Physics B, 1-3 ], 1998.
...Il
existe un autre problème, qui incite à considérer deux
univers au lieu d'un seul, c'est l'absence d'antimatière primordiale
dans notre univers. Normalement, dans son état le plus primitif l'univers
était constitué, pour reprendre le mot de Steven Weinberg, par
"toutes sortes de rayonnements". Les photons donnaient naissance à
des couples particule-antiparticule, qui s'empressaient d'aller s'annihiler
un peu plus loin (les électrons et les anti-électrons, par exemple,
dotés de charges électriques opposées, s'attirent). L'univers
primitif (le toho-bohu des Hébreux) est donc un mélange très
turbulent, ou le rayonnement se convertit sans cesse en matière-antimatière
et vice-versa. Puis l'expansion de l'univers abaisse l'énergie des
photons, qui ne sont alors plus capable de fournir ces couples de frères
ennemis. L'univers se dépeuple alors à une allure effréné.
Au bout de treize seconde, tout est joué. Question : pourquoi sommes-nous
là ? Pourquoi cette annihilation n'a-t-elle pas été complète.
Réponse : pas de réponse. ...D'où
les quelques papiers d'Andréi Sakharov, qui fut le premier à
suggérer que deux univers puissent s'être créés
en même temps, au lieu d'un seul.
A.Sakharov : "CP violation
and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traduction
JETP Lett. 5 : 24-27 (1967) Autre approche
: les supercordes. Il s'agit alors de suggestions formulées par Schwarz
(Caltech) , Green (Queen Mary College) et le prix Nobel Abdus Salam (Directeur
du Centre de Physique Théorique de Trieste, professeur à l'Imperial
College de Londres).
Point de départ
: les groupes et le modèle E8 x E8 . Référence : "Superstrings,
a theory of everything ? ". PC.W.Davis & J.Brown, Cambridge University
Press 1988.
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 dec 1995.
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
A.Sakharov : "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied
Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov : "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion".
ZhETF 79 : 689-693 (1980); traduction in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)
A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry"
in "Problems in theoretical physics", dedicated to the memory of I.E.Tamm,
Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247
Détail : Dans ces deux univers, les flèches du temps sont opposées.
Dans certaines de ses publications, Andréi Sakharov évoqua le
fait que ces "univers jumeaux" puissent être également énantiomorphes,
en miroir.
John Schwarz :
La seconde symétrie E8 se réfère à une
autre espèce de matière, qu'on appelle souvent matière-ombre
(shadow matter). Les objets formés à partir de ce constituant
seraient totalement invisibles pour nous.
Michael Green :
Un des prédictions qui émerge de ces théories concerne
un nouveau type de matière que nous ne serions pas en mesure d'observer
directement, mais qui interagirait avec la nôtre par le moyen des forces
de gravitation, bien que ces particules de shadow matter puissent agir les
unes sur les autres par l'intermédiaire des autres forces.
Abdus Salam :
A partir de la théorie des superstrings émerge une sorte
d'univers qui serait un double du nôtre, mais qui ne pourrait communiquer
avec lui qu'à travers les forces de gravitation. Ce qui est intéressant
c'est que cet univers déterminerait la façon dont la supersymétrie
serait brisée dans notre propre univers et pourrait apporter quelque
lumière sur les valeurs particulières des masses des différentes
particules.
Mais pour le moment ça ne va pas plus loin. Les supercordes non plus, d'ailleurs.
...Ceci étant, comment représenter deux univers étroitement imbriqués l'un dans l'autre et ne communiquant qu'à travers la gravitation ? On peut imaginer deux couples de joueurs équipés de lunettes filtrantes, qui seraient alors incapables de voir les pièces de l'autre équipe. Par contre chacune pourrait deviner la présence d'une pièce adverse, proche, sur un "damier mou" :
...La pièce de matière (partie jouée sur les cases noires) , ne voit pas la dame appartenant à la "partie fantôme" , mais détecte sa présence sur fait de la courbure qu'elle crée sur le damier (gravitation). Voir ci-après :
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