Plus rapide que la lumiere.

Les collaborations Atlas et CMS viennent de publier deux articles confirmant ce qui avait été annoncé lors de séminaires au Cern en décembre 2011 : il y aurait bien des signaux favorables à l’existence d’un Higgs avec une masse d’environ 125 GeV, observés dans les deux détecteurs. En portant l’énergie des prochaines collisions à 8 TeV, les chercheurs du LHC pensent que la question de l’existence ou non du boson de Higgs standard sera réglée en 2012.
Début décembre 2011, la tension montait au Cern. Les chercheurs traquant le boson de Higgs au LHC annonçaient finalement qu'à défaut d'avoir découvert la dernière pièce manquante du modèle standard, ils étaient sur le point de montrer son existence ou de la réfuter. Selon eux, le mystère du boson de Higgs standard, mythique particule dont le champ devrait être à l'origine des masses des particules fondamentales de l'univers, serait probablement levé en 2012.

Les détecteurs Atlas et CMS, consacrés à la chasse au célèbre boson introduit dans le bestiaire de la physique des particules par Peter Higgs, François Englert, Robert Brout et quelques autres physiciens, semblaient bel et bien voir quelques-unes de ses signatures. Plusieurs canaux de désintégration associés au Higgs permettaient même d'obtenir une estimation de sa masse qui dans les deux cas serait d'environ 125 GeV.

Mais la prudence s'imposait, d'autant plus que les deux collaborations utilisant les détecteurs géants du LHC n'avaient encore rien publié sur arxiv, preuve qu'il restait encore du travail pour consolider les analyses des données enregistrées avec les collisions de faisceaux de protons.

Ces mêmes collisions avaient cessé depuis quelque temps pour être remplacées temporairement par des collisions d'ions lourds. Actuellement, le LHC est à l'arrêt pour sa maintenance annuelle. En février, la décision a été prise d'augmenter l'énergie des collisions de protons qui devraient reprendre fin mars. Initialement à 7 TeV, les collisions devraient se faire en 2012 à 8 TeV, ce qui facilitera la découverte d'éventuelles particules, dont le boson de Higgs.

En tout état de cause, le nombre de collisions par seconde devrait encore augmenter et plus que jamais les ordinateurs de la grille de calcul seront nécessaires pour enregistrer, trier et analyser les données fournies par les détecteurs qui sont les descendants de la chambre à fils de Georges Charpak.

En attendant, Atlas et CMS viennent enfin de mettre en ligne les articles détaillant les résultats de leur chasse au boson de Higgs. L'un des membres de CMS, le physicien Tomasso Dorigo, commente ces résultats sur son blog en ces termes : « Je trouve l’accord entre les deux expériences impressionnant, et comme je l’ai déjà dit, je crois que nous observons dans les données d’Atlas et de CMS les produits des désintégrations du boson de Higgs ».

Rien n'a fondamentalement changé par rapport aux déclarations de décembre 2011 si ce n'est que les analyses faites sont probablement plus solides et la signification du signal enregistré un peu plus forte. La collaboration CMS exclut l'intervalle de masse 129-525 GeV à 99 % pour le boson de Higgs, en lui donnant une masse probable de 124 GeV, alors que celle d'Atlas estime qu'il a probablement une masse de 126 GeV.

Il y aura peut-être du nouveau début mars 2012 avec les Rencontres de Moriond qui se tiendront à La Thuile, dans la vallée d'Aosta. Nous aurons l'occasion d'y revenir.

TrustNo1 a écrit:C'est Einstein qui doit se retourner dans sa tombe

TrustNo1 a écrit:C'est Einstein qui doit se retourner dans sa tombe

Neutrinos plus rapides que la lumière : une source probable d’erreur identifiée

Une erreur liée aux systèmes GPS pourrait expliquer l’inexplicable : des particules qui voyagent plus vite que la lumière.

Fin septembre 2011, un séisme a secoué le milieu des physiciens : l’expérience OPERA menées sur les neutrinos aurait montré que ces particules fantômes –qui traverse la matière sans interagir avec elle- pouvaient voyager plus vite que la lumière.

En mesurant la vitesse d’un faisceau de neutrinos entre le Cern à Genève et le laboratoire du Gran Sasso en Italie, les physiciens d’OPERA concluaient que les neutrinos avaient 60 nanosecondes d’avance sur ce qui serait le temps de vol d’un faisceau de photons sur le même parcours.

Aujourd’hui, les chercheurs de la collaboration OPERA annonce avoir identifié deux sources possibles d’erreur, liées au système GPS (Global Positioning System) utilisé pour synchroniser les mesures. Un élément clef des calculs. D’après un court texte posté ce matin sur le compte twitter du Cern, deux problèmes ont pu se poser, avec des effets différents.

Première possibilité : le problème vient d’un oscillateur utilisé pour synchroniser les deux horloges atomiques placées au Cern et au détecteur d’OPERA, pour établir avec une très grande précision le départ et l’arrivée des neutrinos. Dans ce cas, le temps de vol des neutrinos serait surestimé, précise le texte posté par le groupe OPERA.

Seconde possibilité : le connecteur de fibre optique qui permet au signal GPS externe d’arriver jusqu’à l’horloge atomique d’OPERA a mal fonctionné au moment des mesures. Un problème de branchement évoqué dès hier soir par le site de la revue Science (ScienceNews). Dans ce cas, le temps de vol des particules fantômes aurait été sous-estimé.

«L’impact potentiel de ces deux effets est en cours d’étude par la collaboration OPERA», précise le court texte. De nouvelles mesures sont programmées pour le mois de mai.



L'objectif premier de la collaboration internationale OPERA, qui regroupe 160 chercheurs de 11 pays différents, est d'étudier l'oscillation des neutrinos, c'est-à-dire leur capacité à changer d'état. c'est pour cela qu'un faisceau de neutrinos fabriqué au Cern est envoyé vers le détecteur du Gran Sasso, situé dans les Abruzzes, à 732 km.

Au cours de ces expériences que les physiciens mesurent le temps de vol des neutrinos et c'est ainsi que Dario Autiero (Institut de physique nucléaire de Lyon/ CNRS) et ses collègues ont détecté "l'excès de vitesse" des neutrinos par rapport à la lumière. Or, d'après la théorie de la relativité générale d'Einstein, socle de la physique moderne, la vitesse de propagation de la lumière est indépassable. Les résultats de l'expérience OPERA ont donc jeté le trouble. Au sein même de la collaboration tout le monde n'était pas d'accord pour les rendre publics. De nouvelles mesures présentées en novembre par Dario Autiero ont confirmé les premiers calculs. Cependant beaucoup de physiciens restaient persuadés qu'une erreur encore non détectée expliquait cette anomalie.

Albert Einstein n'est peut-être pas encore dépassé : l'expérience Opera qui avait ébranlé le monde scientifique en mesurant des neutrinos allant plus vite que la lumière, ne serait peut-être que le résultat d'un "petit décalage" au sein d'une connexion en fibre optique.

"Les physiciens ont vérifié, continuent de vérifier et vont revérifier", a déclaré jeudi Arnaud Marsollier, porte-parole du Centre européen de recherches nucléaires (Cern), évoquant un "petit décalage" possible à cause d'un cable.

L'annonce fin septembre de résultats en contradiction avec la théorie de relativité d'Einstein avait secoué les physiciens, toujours nombreux à douter de leur validité.

Sur une "course de fond" de 730 km entre les installations du Cern à Genève et le laboratoire souterrain de Gran Sasso (Italie), les neutrinos, des particulaires élémentaires, franchissaient la ligne d'arrivée avec près de 20 mètres (ou 60 nanosecondes) d'avance sur la lumière, selon les mesures effectuées.

Selon des informations publiées mercredi sur un blog de la revue scientifique américaine Science, "une mauvaise connexion entre un GPS et un ordinateur est sans doute à l'origine de l'erreur".

"C'est un effet qui est lié à la transmission du signal" parce que le GPS ne peut pas être capté sous terre, a précisé jeudi à l'AFP le responsable de l'analyse des mesures de l'expérience Opera, Dario Autiero.

Le signal GPS est réceptionné à 8 km du laboratoire souterrain où il est acheminé via un cable en fibre optique. A l'arrivée, le signal lumineux, converti en signal électrique, sert à synchroniser l'horloge interne du détecteur de neutrinos du laboratoire de Gran Sasso.

"Expérience compliquée"

Au sein du laboratoire souterrain, le délai pour détecter le signal du GPS pourrait dépendre de la "quantité de lumière" acheminée par la fibre optique, et "cette quantité de lumière dépend de l'état des branchements des connecteurs", précise M. Autiero.

Pour "enlever rapidement tous les doutes", il faut reprendre les mesures dans des conditions précises, dit-il, espérant que ces vérifications pourront être faites "dès la fin mars" quand les accélérateurs de particules du Cern reprendront du service après l'hiver, période où, en raison de leur énorme consommation d'électricité, les expériences sont stoppées.

Les tests doivent également porter sur un oscillateur qui permet d'avoir une bonne mesure de la synchronisation du temps. Cet oscillateur pourrait affecter la mesure du "temps de vol" du neutrino dans un sens opposé à l'effet possible de la transmission du signal GPS.

C'est "une expérience compliquée, il y a une multitude de câbles, de dispositifs", souligne M. Marsollier, notant qu'il "n'est pas prévu, au moins jusqu'à présent, d'avancer les tests complémentaires sur Opera" prévus en mai.

Les résultats publiés en septembre par Opera, fruits de trois ans de données et de l'observation de plus de 15.000 neutrinos, ont déjà fait l'objet d'une première série de tests complémentaires fin octobre.

Pour tenter d'éliminer une possible source d'erreurs, un nouveau faisceau de protons avait été utilisé pour produire les neutrinos passe-murailles envoyés à travers l'écorce terrestre en direction du Gran Sasso. L'objectif était de mesurer avec précision le temps de vol des neutrinos, en les prenant un par un.

Ils semblaient toujours plus rapide que la lumière, selon de nouveaux résultats annoncés en novembre.

Les nouveaux tests du printemps prochain devraient dire s'il s'agissait d'un simple problème de connexion ou s'il y a lieu de repenser toute la physique actuelle.

Neutrinos : nouveau coup de frein sur les particules supraluminiques.

Les neutrinos ne vont pas plus vite que la lumière, d'après de nouveaux résultats obtenus par l'expérience ICARUS.

Une nouvelle mesure de la vitesse de déplacement des neutrinos montre que ces particules passe-muraille, qui nous traversent sans interagir avec la matière, ne voyagent pas plus vite que la lumière. Contrairement à ce que suggèrent les observations présentées fin septembre 2011 par la collaboration internationale OPERA, qui a bouleversé la communauté en présentant des neutrinos se déplaçant plus vite que la lumière.

Ce sont les physiciens d’une collaboration jumelle, ICARUS, qui publient aujourd’hui sur le site arxiv.org leurs nouveaux résultats. Tout comme OPERA, l’expérience ICARUS étudie les oscillations des neutrinos, c’est-à-dire leur capacité à changer de forme en cours de route (1). Installés au laboratoire du Gran Sasso en Italie, dans les Abruzzes, les détecteurs des deux expériences reçoivent un faisceau de neutrinos fabriqué par le Cern, près de Genève, à 732 km de là.

Les mesures analysées par l’équipe d’ICARUS ont été réalisées à la fin de l’année dernière : après la présentation d’OPERA, de nouveaux faisceaux ont été envoyés par le Cern vers les deux détecteurs. Les données –la détection de sept neutrinos- fournissent un résultat conforme au modèle standard de la physique, avec des neutrinos ne dépassant pas la vitesse de la lumière. Avant même ces nouvelles analyses, des chercheurs d’ICARUS avaient réfuté l’hypothèse de neutrinos supraluminiques, en se basant sur leurs précédentes données.

Les physiciens d’OPERA poursuivent de leur côté une vérification tous azimuts du dispositif de mesure du temps de vol des neutrinos. Ils ont récemment annoncé que des instruments pouvaient être une source d’erreurs. De nouvelles mesures seront réalisées en mai pour en savoir plus.

Les neutrinos, qui avaient secoué le monde de la physique à l'automne dernier en défiant Einstein, ne vont pas plus vite que la lumière, assure une autre expérience du CERN, un résultat qui laisse de plus en plus penser à une erreur sur la mesure initiale.

Il faudra cependant attendre encore quelques mois et les analyses de plusieurs expériences, menées indépendamment les unes des autres au Centre européen de recherches nucléaires (CERN), pour s'en assurer en toute rigueur scientifique.

Le scandale était arrivé fin septembre avec une annonce de l'expérience Opera qui contredisait la théorie de la relativité d'Einstein en vertu de laquelle la vitesse de la lumière est une limite infranchissable, même pour une particule élémentaire aussi insaisissable qu'un neutrino.

Selon les mesures d'Opera, sur une "course de fond" de 730 km entre les installations du CERN à Genève et le laboratoire souterrain de Gran Sasso (Italie), les neutrinos franchissaient la ligne d'arrivée avec près de 20 mètres (ou 60 nanosecondes) d'avance sur la lumière.

Des résultats auxquels la plupart des physiciens refusaient obstinément de croire. L'un d'entre eux, Jim Al-Khalili, star des documentaires scientifiques de la BBC, s'était même dit prêt à manger son caleçon devant les caméras s'ils étaient confirmés.

Conscients de l'impact de leur inimaginable mesure sur la physique moderne, les membres d'Opera avaient soumis leurs résultats à la communauté scientifique mondiale et appelé leurs collègues à la rescousse pour trouver la faille.

Pour éliminer une possible source d'erreurs, ils ont d'ailleurs procédé à d'autres tests fin octobre, projetant de nouveau une poignée de neutrinos à travers l'écorce terrestre en direction de Gran Sasso. Une fois encore, Opera a trouvé une vitesse des neutrinos supérieure à celle de la lumière.

Mais sept neutrinos reçus à Gran Sasso en provenance du CERN lors de ces tests complémentaires ont été aussi analysés par ICARUS, une autre expérience utilisant une technique de pointe.

Or selon les mesures d'ICARUS, la vitesse des neutrinos émis fin octobre "ne dépasse pas celle de la lumière", assure Carlo Rubbia, porte-parole de l'expérience et prix Nobel de physique, dans un communiqué publié vendredi par le CERN. "Il s'agit de mesures sensibles et difficiles à réaliser, elles soulignent bien toute l'importance des procédures scientifiques", estime-t-il.

"Il commence à y avoir des présomptions selon lesquelles les résultats d'Opera seraient liés à une erreur de mesure", reconnaît le directeur de recherches du CERN, Sergio Bertolucci.

"Mais il est important d'être rigoureux", ajoute-t-il, soulignant que plusieurs autres équipes du CERN vont réaliser des mesures en mai "afin d'aboutir à un verdict définitif".

Quels que soient les résultats qui seront obtenus, l'équipe d'Opera "s'est comportée avec une parfaite intégrité scientifique en soumettant ses mesures au plus grand nombre et en appelant à faire des mesures indépendantes. C'est ainsi que la science fonctionne", insiste M. Bertolucci.

Fin février, des physiciens qui avaient étudié le fonctionnement d'Opera avaient émis l'hypothèse que ses résultats avaient été faussés par une mauvaise connexion entre un GPS et un ordinateur servant à la mesure.

Il en aurait résulté une mauvaise synchronisation entre les horloges utilisées par Opera, un décalage à l'origine d'une mesure erronée de la vitesse des neutrinos.

casseron a écrit:Il est évident que les gardiens de l'orthodoxie allaient monter au créneau. Voilà donc des gens qui ont bossé 4 ans, pris toutes les précautions, tellement sûrs d'eux qu'ils demandent des vérifications à postériorité et que la première équipe choisie invalide leur travail.
Ce n'est pas un peu bizarre cela ? Faudra-t-il vérifier les travaux de l'équipe invalidante ?
L'institution n'en sort pas grandie.

Sous la montagne, le calme semble revenu au Laboratoire national du Gran Sasso (Italie). Son expérience la plus grosse, Opera, a retrouvé de la sérénité. Au pied de ses dix mètres de haut, une lumière clignote, indiquant que le champ magnétique est en marche. Le long de ses flancs de trente mètres, un robot automatique plonge ses bras dans les entrailles d'acier, de plomb et de plastique pour en extraire des plaques photographiques sur lesquelles, peut-être, des particules étranges auront laissé une trace.
Au fond du tunnel, sans qu'on les voie, des milliards de neutrinos, des particules quasiment sans masse, bombardent Opera depuis un laboratoire en Suisse, le CERN, distant de 732 kilomètres. Le 23 septembre 2011, ce sont eux qui ont bien failli faire imploser la collaboration de plus de 150 chercheurs italiens, français, japonais essentiellement. Ce jour-là, par un communiqué et par un exposé scientifique au CERN, Opera avait indiqué avoir détecté des neutrinos plus rapides que la lumière. Ces bolides étaient même arrivés 60 milliardièmes de seconde plus tôt que prévu. Ou, à cette vitesse, quelque 20 mètres devant la plus rapide des particules connues dans le vide, le photon.

Le résultat contredit l'état des connaissances, la relativité d'Einstein. Le retentissement est planétaire. Cinq mois plus tard, le 23 février, Opera annonce que deux erreurs dans l'expérience annulent l'effet révolutionnaire. Que s'est-il passé dans le tunnel ? De la science bancale ou de la science normale ? La réponse mêle étroitement arguments scientifiques et considérations psychologiques.

Opera n'a pas été construite dans le but de chronométrer les particules. Lorsqu'elle naît, en 1997, dans la tête d'Antonio Ereditato, Paolo Strolin et Kimio Niwa, les physiciens veulent prouver que les neutrinos sont transformistes. C'est-à-dire que sur leur chemin depuis la Suisse, une partie des "neutrinos muon" se métamorphosent en "neutrinos tau". Un tel phénomène est unique pour des particules élémentaires, et comprendre ses détails permet de plonger au coeur des secrets de la matière.

Il sera effectivement observé en 1998 au Japon, puis en 2001 au Canada pour des neutrinos en provenance du Soleil, qui appartiennent à une troisième famille, celle des "électrons". En toute rigueur, il faut donc vérifier pour tous les cas d'espèce. Dans cette quête, Opera est accompagnée de Minos, aux Etats-Unis, et de K2K, au Japon, lancées avec la même ambition. Opera est cependant la seule à pouvoir voir apparaître directement sur ses plaques photographiques un neutrino transformé. Les autres constatent un déficit des neutrinos originaux.

La mesure de vitesse est un sous-produit de cette idée, lancée comme un défi scientifique. Dario Autiero, du CNRS à l'Institut de physique nucléaire de Lyon, a la charge de cette partie de l'expérience à partir du milieu des années 2000. En 2008, il embauche Giulia Brunetti pour une thèse sur le sujet. "C'était un travail passionnant et difficile, dit-elle, car il fallait acquérir des connaissances dans des domaines différents : la synchronisation des horloges entre Suisse et Italie, la géodésie pour connaître la distance entre les deux sites, l'analyse de tous ces signaux..."

Une multidisciplinarité qui conduira Dario Autiero à monter une sorte de dream team d'une vingtaine de personnes, pour la plupart hors de la collaboration elle-même. "C'était enthousiasmant à réaliser car cela posait une bonne question de physique", se souvient Javier Serrano, du CERN. "Je n'ai jamais fait un travail aussi difficile dans un temps aussi court. On a pu montrer comment une vieille science, la géodésie, peut encore être utile pour pousser aux limites de la connaissance", indique Mattia Crespi, professeur à l'université de Rome.

"Les Américains de Minos, en 2007, avaient obtenu un premier résultat. On voulait faire dix fois mieux, explique Dario Autiero. Nous n'avions pas de préjugés sur la mesure. On voulait juste pousser la technologie à ses limites. Le fait d'améliorer des techniques est un aspect noble de cette activité. J'ai eu la chance de trouver des gens aussi passionnés que moi par ce défi, certes assez ingrat." De fait, les précisions obtenues sont remarquables : 20 centimètres sur 732 kilomètres de distance et moins de dix nanosecondes d'écart entre les horloges du CERN et d'Opera, alors que les expériences habituelles se contentent de dix ou cent fois moins. Tout était donc en place pour obtenir ce qu'on appelle un "résultat négatif", c'est-à-dire un résultat qui pousse aux limites une théorie mais qui la confirme. Le genre d'articles qui fleurissent dans la littérature scientifique et ont peu d'échos. Pas cette fois.

En mars 2011, Dario Autiero et Giulia Brunetti découvrent le résultat en ouvrant leur "boîte noire" - entendre la technique utilisée par les physiciens pour éviter les biais, équivalente des tests en aveugle de la recherche biomédicale. Les chercheurs estiment les incertitudes de leurs instruments et de leurs protocoles sans voir les données. Ce n'est qu'après ce travail qu'ils font tourner leurs ordinateurs sur les vraies données. Surprise, les neutrinos vont plus vite que la lumière ! "Je n'en ai pas dormi de la nuit. Et j'ai vite compris que ça allait m'attirer des ennuis", se souvient Dario Autiero.

Il ne croyait pas si bien dire. Quoi que révolutionnaire a priori, l'idée de particules supraluminiques n'est pas totalement absurde puisque des théoriciens ont, bien avant Opera, envisagé de tels scénarios. La communauté sait aussi que tout modèle a des limites, et elle guette les failles qui ouvriront de nouveaux champs d'investigation. Les esprits sont prêts à s'agiter.

Rapidement, les responsables des différents laboratoires sont prévenus. A la tête d'Opera, Antonio Ereditato décide de constituer un groupe de travail, ou "task force", pour vérifier le travail : "C'était une procédure habituelle. La différence est que j'ai demandé un peu plus de confidentialité qu'à l'accoutumée." La vingtaine de personnes, dont des parties prenantes de la dream team, se met au travail dès avril.

Le 20 mai, Giulia Brunetti soutient sa thèse à Bologne, avec une stricte condition de confidentialité. Le jury n'est pas ébranlé par le résultat, présenté comme préliminaire. Il juge, avec la meilleure appréciation, seulement la méthode.

A l'été, la pression monte. "On n'est jamais à l'abri d'avoir fait une erreur. Mais à la fin de l'été on savait qu'on ne pourrait pas mieux vérifier de notre côté", explique Javier Serrano. Beaucoup dans la task force annulent leurs vacances. La mesure résiste. Une entreprise allemande, spécialiste des GPS, est mobilisée. Mattia Crespi revient vérifier les distances. Rien à signaler.

Début septembre, à Bologne, la collaboration, qui ignore les détails de l'anomalie, mais en connaît la substance, se réunit pour quatre jours d'exposés et de discussions. "On a tout expliqué, négocié ligne à ligne chaque mot d'un article que nous voulions soumettre", se souvient Dario Autiero. "Je n'arrêtais pas d'échanger par mails avec mes collègues", confirme Antonio Ereditato. Des fuites ont lieu sur des blogs, ce qui ajoute à la nervosité. Le porte-parole d'Opera décide de faire voter la trentaine de chefs de groupe sur l'opportunité de rendre public ce résultat. Un groupe refusera, deux autres décideront de ne pas prendre part au vote. "On ne vote pas sur la science", rappelle Paolo Strolin, l'un des abstentionnistes. "Science doit rimer avec prudence", appuie le premier directeur d'Opera. Antonio Ereditato prend ensuite une décision originale : demander à chacun des 170 membres de la collaboration de dire s'il veut signer ou pas l'article. Paolo Strolin, cohérent avec son non-vote, ne signera pas. Quelques autres l'imiteront.

Et le 23 septembre, c'est l'annonce publique au CERN. L'exposé de Dario Autiero est technique et prudent. La dernière phrase de l'article mis, la nuit précédente, à la disposition de la communauté est claire : "Malgré la précision et la stabilité de ce résultat, sa portée importante motive la poursuite de notre étude pour chercher de possibles effets encore inconnus pouvant l'expliquer." Une forme d'appel à l'aide. Il sera entendu. Des dizaines d'articles affluent sur le site Web habituel de diffusion de nouveaux résultats en physique, ArXiv.org, pour lancer des hypothèses, échafauder des théories pour ou contre... Le CERN met les bouchées doubles pour proposer une nouvelle façon d'envoyer les bouffées de neutrinos, non plus par gros paquets mais par de plus petits afin d'éliminer quelques hypothèses.

Le 17 novembre, Opera confirme sa mesure avec ces nouvelles données. "Il y a eu plus de signataires de la seconde version que de la première", note avec soulagement Antonio Ereditato. Paolo Strolin n'en fait pas partie, gagnant le surnom de "M. Prudence". Fait inhabituel, l'article est soumis à une revue pour être relu par des pairs, mais là où deux avis sont en général requis, six seront demandés (par la collaboration même !) pour tenir compte de la diversité des techniques employées.

La réponse positive arrive en février. Pile au moment où les chercheurs d'Opera mettent la main sur deux sources d'erreur !

La task force n'a en effet pas été dissoute. "Nous avions des dizaines de choses à tester pour profiter de l'arrêt du faisceau en provenance du CERN à partir de novembre. Nous avions à peine six mois. Il fallait faire des choix", rappelle Marcos Dracos, de l'université de Strasbourg. Chance ou bonne intuition, les investigations se portent sur la ligne de huit kilomètres de fibre optique qui "apporte" le tempo de l'extérieur du site du Gran Sasso vers l'intérieur, au coeur d'Opera.

Soudain, ils trouvent. Non pas un problème, mais deux. L'un "accélère" les neutrinos, l'autre les "ralentit". Le premier est une "horloge" dont la fréquence dérive, augmentant de 15 nanosecondes le résultat final. L'autre est lié à l'une des centaines de connexions de la longue chaîne optoélectronique. Elle correspond à un mauvais branchement : la lumière continue de passer mais plus faiblement, induisant une réponse électronique défaillante. Et, au final, 75 nanosecondes d'avance pour le neutrino.

"Ce n'était pas le tout de trouver ces défauts. Il fallait bien les comprendre", explique Marcos Dracos. "On ne voulait pas perdre la face une seconde fois", insiste Antonio Ereditato. Cette vérification prend du temps, notamment pour comprendre à quand remontent les défauts.

Une idée originale est venue à ces fins limiers. Utiliser l'expérience LVD, située dans un tunnel voisin, pour comparer les systèmes de mesure du temps et savoir si LVD et Opera voient les mêmes choses en même temps. Après avoir correctement rebranché le câble et comparé les temps entre les deux expériences, il s'avère que l'anomalie est corrigée. En bonus, grâce à des données antérieures, les chercheurs datent plus ou moins l'époque de l'erreur : après avril 2008. Soit, pas de chance, juste après les dernières vérifications, en 2007 et 2008, nécessaires à la prise de données. Quelqu'un a donc touché ce fil et n'en a pas rendu compte aux responsables. Il faut dire que ce câble, anodin d'apparence, est situé dans une baraque qui abrite d'autres fonctions de l'expérience.

Le 23 février 2012, Opera annonce donc officiellement avoir trouvé l'origine de ses erreurs. Le 16 mars, une expérience voisine, Icarus, en utilisant une partie des instruments d'Opera, explique qu'elle mesure des neutrinos conformes à la théorie. Pour clore le débat, Opera fait de nouvelles mesures en mai lorsque le CERN rallume ses accélérateurs. Le verdict tombe début juin, lors d'une conférence au Japon : les neutrinos ne vont pas plus vite que la lumière. Trois autres expériences du Gran Sasso, Borexino, LVD et Icarus, le confirment également. La précision est bien dix fois meilleure que celle de Minos.

L'analyse et les techniques mises au point ne sont pas remises en cause. "Je vois donc finalement pas mal de points positifs" constate Antonio Ereditato. "Nous avons pu montrer qu'une nouvelle technique de mesure du temps pouvait être employée, en plus de celle que nous utilisions précédemment. Jamais nous n'aurions pu la tester si vite. Elle est maintenant à disposition de tous car nous avons opté pour une licence libre", explique Javier Serrano. Stavros Katsanevas, alors directeur adjoint de l'IN2P3 du CNRS, salue aussi "l'attitude de transparence qui a animé le groupe".

L'aventure a pourtant laissé des traces, outre la fatigue. Le 29 mars, la collaboration a menacé d'imploser. Neuf groupes déposent une motion de défiance contre la direction de l'expérience. Comme le prévoient les statuts, elle est mise au vote. Et n'obtient pas la majorité des deux tiers requise pour renverser la direction. Les votes sont en fait partagés. "Malgré tout, on a décidé de démissionner", justifie Antonio Ereditato, qui a précisé, le 30 mars, dans un texte de l'édition italienne de Scientific American : "Nous n'avons jamais annoncé de découverte (...). Nous avons suivi la méthodologie scientifique (...). Simplement les scientifiques ne sont pas infaillibles."

Le côté psychologique et humain a pris le dessus. Certains expliquent que ce putsch serait lié à la rancune causée par l'éviction, en 2002, du premier directeur d'Opera, Paolo Strolin. D'autres ajoutent que l'expérience a toujours eu lieu sous tension. Au Gran Sasso, des scientifiques extérieurs à Opera regrettent l'absence de vérification extérieure ou la précipitation de l'annonce. "L'apparente trivialité de l'erreur a un peu agacé dans le laboratoire, constate Lucia Votano, directrice du Gran Sasso. Mais tout le monde a travaillé dur pour refaire la mesure. Toutes les expériences neutrino ont publié leurs mesures finales." "Il faut défendre la méthode expérimentale. Elle va au-delà des considérations psychologiques humaines. Ces dernières n'ont rien à faire avec la physique", insiste Dario Autiero.

"C'est heureux que nous ayons pu trouver nous-mêmes la solution et pas quelqu'un d'extérieur", renchérit Antonio Ereditato. Aujourd'hui, son successeur, Giovanni De Lellis, plaide l'apaisement. "Mon souci était que la collaboration reste unie. Nous avons encore beaucoup de travail." En effet, Opera est en passe de réussir son premier objectif : voir directement l'apparition d'un neutrino tau, preuve directe d'une métamorphose.

Illustration que cette expérience rime autant avec prudence qu'avec patience : Opera n'a vu apparaître que deux neutrinos tau. Paolo Strolin en est encore joyeux qui, dès la fin d'un entretien, nous envoie l'une de ces deux images. Hélas, la confirmation de la métamorphose des neutrinos, même si elle était indirecte, était déjà venue par Minos et K2K. Les neutrinos d'Opera sont arrivés plus tard.