L'effet MSW

Bonjour,

Je suis nouvelle sur ce forum... Pour une présentation rapide, je suis une jeune fille de 16 ans qui s'intéresse à l'astrophysique, l'astronomie, la cosmologie, la mécanique quantique et autres sciences.

Mais passons au plus important ; si j'écris ce message, c'est parce que j'ai lu quelque part quelque chose (pour être précise, c'est dans la revue "Clefs", Le Soleil et la Terre, numéro 49, printemps 2004, page 42) sur l'effet MSW.

J'ai lu plusieurs fois l'article, mais je n'arrive pas vraiment à comprendre ce qu'est cet effet. Tout ceci reste nébuleux...

Quelqu'un saurait-il m'éclairer sur ce sujet ? (Je pourrai éventuellement mettre une partie de ce que j'ai lu ici, mais seulement si c'est vraiment utile, je voudrais éviter un recopiage sans intérêt...)

Bonjour NGC6543, tu es la bienvenue ici.
Nous t'accueillons chaleureusement.
Ici nous parlons justement d'astrophysique, de cosmologie
et de physique quantique, ce sont d'ailleurs mes spécialités.

Tu peux nous copier un extrait de l'article duquel tu veuilles
avoir un éclaircissement, nous sommes
intéressés. C'est un plaisir de voir une personne qui écrive
avec une belle orthographe.

Je peux cependant te donner une information :
L'effet MSW (acronyme des initiales de Mikheev, Smirnov, Wolfenstein), en astrophysique des neutrinos, mécanisme inventé par S.P. Mikheev,
A.Y. Smirnov et L. Wolfenstein pour expliquer un renforcement de
l'oscillation entre neutrinos solaires de saveurs différentes en raison de la
variation progressive de la densité de matière traversée dans leur trajet
du centre du Soleil où ils sont produits, vers l'espace interplanétaire.

Merci de ton acceuil agréable, Pulstars, je vais donc me faire un plaisir de te copier l'article dont je parlais ci-dessus.

"L'effet MSW (du nom des physiciens S.P. Mikheyev, A.Y. Smirnov, deux Moscovites, et L. Wolfenstein, de Pittsburgh) n'est quère facile à apréhender, comme tout phénomène quantique. Un phénomène mécanique macroscopique permet pourtant d'illustrer, même imparfaitement, ce mécanisme d'oscillation perturbé par la matière [...] : les pendules couplés.

Deux pendules sont reliés par un ressort (supposé immatériel). Dans l'expérience classique, l'excitation du seul pendule de gauche se propage à celui de droite ; le premier pendule ralentit et cesse même d'osciller, puis il est à nouveau remis en mouvement alors que l'amplitude du second diminue et ainsi de suite. On voit l'énergie passer d'un pendule à l'autre : elle oscille. Un tel système a deux "états propres", celui dont les oscillations des deux pendules sont en phase (E1), et le mode en opposition de phase (E2). (E1) et (E2) renvoie à un schéma... J'essayerai de le recopier, mais plus tard, car je vais continuer la copie de l'article.

Les neutrinos se propageant dans le vide sont aussi mieux décrits par leurs états propres, notés nu1 et nu2, ceux-ci étant dotés d'une masse (énergie) bien déterminée, m1 et m2. L'effet MSW se manifeste quand la propagation des neutrinos a lieu dans une matière dense dont la densité varie le long du chemin de propagation. Ceci peut modifier très fortement les oscillations observées dans le vide.

[...]"

La fin de l'article est intéressante, mais dans un second plan ; il faudrait d'abord que je saisisse le début... J'ai ajouté des blancs typographiques pour une facilité de lecture. (Il y a à peu près ici la moitié du texte.)

J'espère que j'aurai été claire et complète... (Mais j'avoue qu'à cette heure-ci, je suis un peu crevée.)

En ce qui concerne le ressort qui relie deux pendules, l'oscillation
ne peut pas être perpétuelle, il y a perdition d'énergie mécanique
et l'oscillation s'arrêtera après un certain temps.C'est le cas dans
le monde macroscopique, en thermodynamique.

Dans le cas du monde quantique, les états d'énergie se font par paquets.
Les neutrinos sont des particules connues pour agir très peu avec la
matière qu'ils traversent.
En regard des propriétés connues, tout rayonnement traversant un milieu
matériel a deux caractéristiques : la réfraction (déviation) de la lumière
dans un milieu matériel (gaz, verre, cristal, liquide, plasma),
et l'effet Cerenkov (quand des particules matérielles traversent un
milieu matériel à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière propre
à ce milieu).

Quel point voudrais-tu voir éclaircir ? Où est-ce que tu ne comprends pas ?

Je vais me renseigner sur cet effet MSW afin d'obtenir maintes précisions.

Bien. (L'ordinateur plante, c'est la troisième fois que je réécris le message, et j'avoue que ce n'est pas très amusant d'expliquer à chaque fois la même chose ! )

Si j'ai bien compris, l'effet MSW concerne l'oscillation de neutrinos entre deux saveurs. Elle se caractériserait en fonction d'une variation de densité.

La variation de densité, voilà quelque chose que je ne saisis pas... En quoi cette variation aurait-elle un effet sur des particules qui interagissent si peu avec la matière ?

Sinon, je me souviens avoir suivi un exposé d'un physicien qui expliquait le problème des neutrinos électroniques solaires manquants. Et il affirmait que c'était en fait un changement de ces neutrinos au cours de leur "voyage" qui expliquait ce déficit.

Je me demandais si c'était lié avec l'effet MSW...

Si l'état quantique des neutrinos change en fonction de la densité
de la matière traversée, ça implique que les neutrinos auraient une masse.

Mais je m'interroge : l'effet MSW est-il un phénomène observé, ou
est-il une hypothèse spéculative qui pourraient expliquer les défauts
de masse ?

J'ai trouvé un site qui nous renseigne sur l'effet MSW,
et c'est intéressant :

Le site du CEA :
http://dphs10.saclay.cea.fr/Doc/Publications/Archives/spp-97-17/spp-97-17.htm


Résumé du site CEA

Les propriétés des neutrinos sont les moins établies de toutes les particules jugées élémentaires dans le modèle standard de la physique des particules. Leur étude permet de sonder les théories proposées pour unifier toutes les interactions. De nombreuses expériences de ce domaine deviennent envisageables avec les progrès rapides et spectaculaires des détecteurs à basse température. Un premier indice persistant d'une masse non nulle est donné par l'étude des neutrinos solaires.

Pulstars a écrit:

Si l'état quantique des neutrinos change en fonction de la densité
de la matière traversée, ça implique que les neutrinos auraient une masse.

Mais ils en ont une, non ? Même si cette dernière est faible... Peut-être qu'elle est négligeable, je ne sais pas...

Pulstars a écrit:

Mais je m'interroge : l'effet MSW est-il un phénomène observé, ou
est-il une hypothèse spéculative qui pourraient expliquer les défauts
de masse ?

Je pense qu'il s'agit d'un phénomène observé... Enfin, je ne sais pas, car je ne suis pas chez moi et je n'ai donc pas l'article sous les yeux, mais dès que j'en aurai l'occasion, je préciserai cela. De mémoire, il n'était pas précisé qu'il s'agissait d'une hypothèse, donc j'en conclus que c'était un phénomène vérifié.

Pulstars a écrit:

J'ai trouvé un site qui nous renseigne sur l'effet MSW,
et c'est intéressant :

Le site du CEA :
http://dphs10.saclay.cea.fr/Doc/Publications/Archives/spp-97-17/spp-97-17.htm

Merci, je vais aller voir ce lien d'un peu plus près...

PS : pas mal, les nouvelles rubriques ! Bravo à Neptune...

NGC6543 a écrit:

PS : pas mal, les nouvelles rubriques ! Bravo à Neptune...

C'est une initiative de Pulstars, ainsi tout le mérite lui revient.

Merci du compliment, cher Neptune.

En réponse à NGC6543 :

Citation :

Mais ils en ont une, non ? Même si cette dernière est faible... Peut-être qu'elle est négligeable, je ne sais pas...

On suppose que les neutrinos auraient une masse propre, faible mais
non nulle.Mais ce n'est qu'une hypothèse qui n'est pas confirmée complètement.

Citation :

Je pense qu'il s'agit d'un phénomène observé... Enfin, je ne sais pas, car je ne suis pas chez moi et je n'ai donc pas l'article sous les yeux, mais dès que j'en aurai l'occasion, je préciserai cela. De mémoire, il n'était pas précisé qu'il s'agissait d'une hypothèse, donc j'en conclus que c'était un phénomène vérifié.

Les observations des particules permettent de tester les théories
existantes.Si les observations concordent avec les faits, les théories
sont cohérentes.

Personnellement, je pense que si l'effet MSW est bien réel, c'est la conséquence de l'existence de la masse des neutrinos.

En effet, la physique quantique a une équation fondamentale, c'est
la relation d'incertitude d'Heisenberg.
En résumé, le produit de la masse particulaire par l'espace occupé par la particule par la vitesse de la particule est un multiple de la constante
de Planck.


m * R * v = hbar


De même, l'énergie d'une particule est inversement proportionnelle
à sa durée de vie.

E * t = hbar

L'effet MSW explique certains phénomènes de manière satisfaisante. Et plus je me renseigne à son sujet, plus j'ai l'impression qu'il a été observé...

Ici, je viens de trouver un lien qui le dit dans son introduction. Cependant, j'ignore qui sont les deux auteurs. Mais je pense qu'on peut leur faire confiance, ils fournissent leurs références et ont l'air d'être du domaine...

http://perso.ens-lyon.fr/marc.magro/projet/2004/boyer.pdf

Sinon, je crois avoir eu réponse à toutes les questions que je me posais par rapport à ce sujet.

Pulstars, je te remercie d'avoir consacré du temps à m'éclaircir...

Merci, je suis là pour ça.