Dans le cadre de la relativité restreinte d’Einstein, la lumière se propage de la même façon dans toutes les directions, et quel que soit l’énergie du photon. Le formalisme mathématique qui décrit cette invariance est appelé transformation de Lorentz (physicien néerlandais, prix Nobel de physique 1902). Mais selon certaines théories s’efforçant d’unifier les deux piliers fondamentaux de la physique moderne, la relativité générale et la mécanique quantique, cette loi fondamentale ne s’appliquerait plus. La recherche de la violation de l’invariance de Lorentz est l’objet depuis plusieurs décennies de nombreuses recherches, notamment dans le domaine de la physique des particules. Plus récemment, des tests astrophysiques ont été proposés, en particulier en observant les propriétés de la lumière émise dans les lointains sursauts gamma.
Le satellite Integral de l’Agence spatiale européenne vient par l’observation du sursaut gamma GRB 041219A, situé à au moins 300 millions d’années-lumière, de placer une forte contrainte sur la possible violation de l’invariance de Lorentz. Pour ce faire, une équipe européenne conduite par Philippe Laurent du Service d’Astrophysique du CEA-Irfu a étudié grâce au télescope Ibis la polarisation de la lumière gamma dans deux bandes d’énergies adjacentes. En effet, selon ces théories, la polarisation doit être affecté lors de son trajet en fonction de l’énergie des photons. Or les mesures, ne montrant aucune différence entre les deux bandes d’énergie, excluent la violation de l’invariance de Lorentz, et ce avec une précision jamais atteinte jusqu’à présent.
La limite obtenue conforte ainsi un des socles de la relativité.
Ces travaux sont l'objet d'un communiqué de l'ESA (Agence spatiale européenne)
Publication:
« Constraints on Lorentz Invariance Violation using integral/IBIS observations of GRB041219A »
P. Laurent (1), D. Götz (1), P. Binetruy (2), S. Covino (3), A. Fernandez-Soto (4)
(1) CEA-Saclay, (2) APC-Paris, (3) INAF-Brera, Italie (4) CSIC-Cantabria, Espagne
Paru dans la revue Physical Review Letters, juin 2011 (fichier format pdf, 180 Ko)
Contact:
Philippe Laurent
