Effet Lense-Thirring gravitomagnétique en laboratoire

[Henri]

Je me disais avoir lu cela quelque part sur ce forum ou sur Usenet, mais voilà l'info exacte.
Un groupe de chercheur financés par l'ESA et l'USAF (Tajmar, Plesescu, Marhold et Matos) semble avoir obtenu des effets de relativité générale en laboratoire. Il s'agirait en l'occurence d'un effet Lense-Thirring induit par le caractère cohérent des paires de Cooper d'un supraconducteur. L'effet serait près de 10 ordres de grandeurs plus important que celui prédit par la RG, et conforme à l'écart constaté par Tate entre la masse mesurée et la masse théorique de la paire de Cooper.

Pour la théorie, voir :
http://arxiv.org/ftp/gr-qc/papers/0603/0603032.pdf
Pour les expériences, voir :
http://arxiv.org/ftp/gr-qc/papers/0603/0603033.pdf

[lambda0]

Tout celà évoque furieusement l'expérience de Podkletnov, qui a pourtant été invalidée par la NASA, mais il est vrai qu'on ne mesurait pas exactement le même effet...

[Henri]

Tout celà évoque furieusement l'expérience de Podkletnov, qui a pourtant été invalidée par la NASA, mais il est vrai qu'on ne mesurait pas exactement le même effet...

Tajmar a une réputation beaucoup plus sérieuse que Podkletnov. Et de toute façon, cela fait quelques années que l'on sent sérieusement le conflit entre la physique des condensats de Boose-Einstein et la relativité générale. Là, pour la première fois, on a une expérience dont le modus operandi est clairement décrit, vérifiable sans trop de frais ainsi qu'un début de cadre théorique (quoique limité à une approximation aux faibles champs) avec en prime l'explication d'une anomalie dument constatée et vérifiée depuis sa découverte par Tate il y a plusieurs années.

[lambda0]

Ce n'était pas vraiment une critique par rapport à Podkletnov : la NASA a quand même jugé pertinent de dépenser quelques centaines de k$ pour reproduire son expérience.
L'idée était plutôt que ça fait un moment qu'on soupçonne un lien entre électromagnétisme des supraconducteurs et gravitation, mais que l'échec de la reproduction des résultats de Podkletnov incite à la prudence.
D'autant plus que si tout celà est réel, les conséquences peuvent être assez prodigieuses.

A+

[Henri]

Ce n'était pas vraiment une critique par rapport à Podkletnov : la NASA a quand même jugé pertinent de dépenser quelques centaines de k$ pour reproduire son expérience.
L'idée était plutôt que ça fait un moment qu'on soupçonne un lien entre électromagnétisme des supraconducteurs et gravitation, mais que l'échec de la reproduction des résultats de Podkletnov incite à la prudence.
D'autant plus que si tout celà est réel, les conséquences peuvent être assez prodigieuses.

A+

Déjà, soit s'enterrer quelque part en Patagonie en cas de fausse nouvelle, ou bien récolter le Nobel dans le cas contraire...
Sinon à noter que dans leurs équations l'effet est proportionnel au rapport ρ*/ρ (densité de masse de la matière cohérente/densité de masse totale) ce qui peut mener à des effets très élevés avec des condensats de Boose-Einstein purs sucre. Mais là encore ne pas oublier que ces équations sont censées décrire le phénomène aux faibles champs.

[lambda0]

Hum, après lecture : l'auteur explique quand même froidement que l'invariance de jauge électromagnétique n'est pas exacte dans le vide, ou que les paires de Cooper dans un supraconducteur engendrent une violation du principe d'équivalence, même si tout rentre dans l'ordre dans le cas des condensats BE.
N'étant pas trop théoricien, je vais aller me renseigner un peu par ailleurs...

Comme il y a une contrepartie expérimentale, ça vaut bien la peine de creuser un peu la question.

[Henri]

A mon avis il nous faudra être patient...

[lambda0]

Bonjour

J'ai du nouveau.
J'ai posé la question à des théoriciens qui m'ont affirmé sans ambiguité que la théorie est fantaisiste.
En ce qui concerne l'expérience, leur argument est que Gravity Probe B utilise également le moment de London, et que s'il y avait réellement un effet, celui-ci aurait dû être observé au moment des tests sur Terre de cette expérience.
Ils font également remarquer que ces auteurs proposent régulièrement des théories diverses et variées sur la gravitation, qui aboutissent très rarement à une publication.

J'ai récupéré les références suivantes, des mêmes auteurs, que je n'ai pas encore eu le temps de lire :
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0406006
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0404005
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0304104
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0207123
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0203033
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0107012
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0012091
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0003011

Même si les théoriciens sont hostiles à l'explication proposée et doutent bien de l'expérience, je suis quand même d'avis de surveiller du coin de l'oeil une éventuelle reproduction de cette expérience avec un meilleur rapport signal/bruit.

A+

[Henri]

Bonjour

J'ai du nouveau.
J'ai posé la question à des théoriciens qui m'ont affirmé sans ambiguité que la théorie est fantaisiste.
En ce qui concerne l'expérience, leur argument est que Gravity Probe B utilise également le moment de London, et que s'il y avait réellement un effet, celui-ci aurait dû être observé au moment des tests sur Terre de cette expérience.
Ils font également remarquer que ces auteurs proposent régulièrement des théories diverses et variées sur la gravitation, qui aboutissent très rarement à une publication.

J'ai récupéré les références suivantes, des mêmes auteurs, que je n'ai pas encore eu le temps de lire :
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0406006
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0404005
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0304104
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0207123
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0203033
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0107012
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0012091
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0003011

Même si les théoriciens sont hostiles à l'explication proposée et doutent bien de l'expérience, je suis quand même d'avis de surveiller du coin de l'oeil une éventuelle reproduction de cette expérience avec un meilleur rapport signal/bruit.

A+

En fait, il y a maldonne. La "théorie" de Tajmar et Matos n'en est pas une. C'est un formalisme phénoménologique approximatif aux faibles champs d'une théorie d'unification de la GR et le la MQ qui elle est encore à découvrir. La ressemblance aux équations de Maxwell de l'électromagnétisme - qui elles ne sont pas une approximation - n'est qu'une analogie.
Quand à Gravity Probe B, elle ne visait pas à tester un quelconque effet Lense-Thirring d'un supraconducteur accéléré, mais l'effet Lense-Thirring induit par le mouvement de rotation de la Terre. Gravity Probe B n'a pas été conçue pour découvrir ce qu’on est persuadé de ne pas exister. Les instruments de Gravity Probe B (quatre gyroscopes de quartz fondu en rotation rapide et en lévitation autour d'une masse test) n’ont à mon avis pas été testés en mettant en rotation accélérée la coquille de métal supraconducteur qui les protège… De toute façon ces instruments ne peuvent fonctionner - y compris avec seulement une petite fraction de leur précision nominale - qu'en micro-gravité.

[lambda0]

Bonjour

Voici la discussion à laquelle je me référais :
http://forums.futura-sciences.com/thread72514.html

Les contradicteurs reconnaissent bien ne pas être des expérimentateurs, et leurs objections concernant l'expérience me semble en effet bien légères. Cependant, ils ne semblent pas prendre très au sérieux le développement théorique, domaine sur lequel ils sont déjà plus compétents.

Le mieux serait quand même que ces mesures soient reproduites avec un meilleur rapport signal/bruit (qui est assez faible il me semble).

A+

[Henri]

Bonjour

Voici la discussion à laquelle je me référais :
http://forums.futura-sciences.com/thread72514.html

Les contradicteurs reconnaissent bien ne pas être des expérimentateurs, et leurs objections concernant l'expérience me semble en effet bien légères. Cependant, ils ne semblent pas prendre très au sérieux le développement théorique, domaine sur lequel ils sont déjà plus compétents.

Le mieux serait quand même que ces mesures soient reproduites avec un meilleur rapport signal/bruit (qui est assez faible il me semble).

A+

Et puis comme on dit "On a vu des théories s'effondrer face à une expérience reproductible, mais jamais l'inverse..." 8)
Pour être plus sérieux, un formalisme douteux peut parfois induire les gens à faire des expérience qu'il n'auraient jamais pensé à faire... Ou encore le caractère prédictif d'un cadre théorique bien établi s'épuise à partir d'un certain moment. C'est ce sur quoi parient certains chercheurs iconoclastes, et cela peut ressembler à une obsession vu par le théoricien classique.
Maintenant, il ne reste plus qu'à être patient et voir si l'expérience est reproductible.

[Henri]

Pour le rapport S/N, la faible valeur de 3,3 peut être compensée par le nombre de mesures. Pour les découvertes des premières exoplanètes le rapport S/N était du même ordre de grandeur autant que je me rappelle.
Maintenant ce qui inquiète légitimement beaucoup de théoriciens classiques de la GR, c'est qu'en introduisant d'autres sources de déformation du continuum spatio-temporel que la distribution de masse-énergie, on puisse aboutir à des conversions sauvages de n'importe quoi de faible énergie en de la masse-énergie à effet gravitationnel équivalent, ce qui serait une violation monstrueuse (en termes d'ordres de grandeurs) des lois de conservations... Et là je les comprends.
Je pense d'ailleurs qu'aucun formalisme en 3+1 dim ne permettra de lever de manière rigoureuse ces conflits ; en ce sens le formalisme de Tajmar et Matos est purement phénoménologique et vise à décrire des effets dont l'existence réelle reste à confirmer. (A noter qu'ils n'ont pas publié de manière précipitée : les résultats ont été débattus pendants 8 mois)
Le chemin est donc étroit entre le Nobel et l'exil en Patagonie.
Maintenant pour mémoire, Tajmar avait démontré il y a quelques années dans un papier commandé par l'ESTEC que les modes de propulsions exotiques appliqués à la propulsion par fusée, se traduisaient par un bilan nul dans l'équation de Tsiolkovsky, toute altération de l'inertie d'un vaisseau affectant également les ergols éjectés, Millis à d'ailleurs repris ces résultats dans son papier paru récemment sur arXiv.org.
Maintenant je ne crois pas trop aux hasards et je trouve étrange la coincidence des papiers de Millis et Tajmar, comme si le premier s'était risqué sur arXiv.org en ayant déjà connaissance des résultats de l'expérience de Tajmar et Matos.

[lambda0]

Et puis comme on dit "On a vu des théories s'effondrer face à une expérience reproductible, mais jamais l'inverse..."

Tout à fait d'accord. Ce sont bien les expérimentateurs qui doivent avoir le dernier mot.
Celà me fait penser que étant donné qu'il y a certaines similitudes avec le montage de Podkletnov, et que Tajmar fait référence à cette expérience mais sans évoquer la tentative de reproduction par la NASA il me semble, il serait intéressant de voir le montage effectivement construit à la NASA : même si on recherchait une altération de la gravité au dessus du disque, ils auraient éventuellement pu penser à placer des accéléromètres en d'autres point de l'espace, sur les côtés par exemple.

Pour le rapport S/N, la faible valeur de 3,3 peut être compensée par le nombre de mesures. Pour les découvertes des premières exoplanètes le rapport S/N était du même ordre de grandeur autant que je me rappelle.

Certes, l'expérience a été refaite 250 fois, sur une période de 6 mois, ce qui permet d'exclure certains effets dûs à l'environnement. Mais avec le même montage, ce qui n'exclut pas totalement un biais systématique (un champ magnétique résiduel par exemple).

Je pense d'ailleurs qu'aucun formalisme en 3+1 dim ne permettra de lever de manière rigoureuse ces conflits ; en ce sens le formalisme de Tajmar et Matos est purement phénoménologique et vise à décrire des effets dont l'existence réelle reste à confirmer

Il me semble bien avoir lu un papier (daté de 1992, qui n'est pas de Tajmar) montrant bien que de tels effets se comprendraient dans le cadre d'une théorie de la gravité exprimée dans des dimensions supplémentaires compactifiées. Ce papier ne parle pas explicitement de l'effet LT, mais introduit le graviphoton de spin 1 invoqué par Tajmar.

On aurait tellement envie que ce soit vrai, et j'attends avec impatience une reproduction de cette expérience.

A+

Voici le papier en question :
http://arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/9205/9205033.pdf
Attention, c'est assez musclé, mais l'idée de base et la conclusion sont à peu près compréhensibles...

[Henri]

Ce qui est intéressant, c’est que :

- il ont d’abord testé les supra suivants Niobium, BSCCO et YBCO à 77 K (Azote liquide) et 300 K (température ambiante) et comme prévu – la fraction de masse des paires de Cooper dans les deux derniers étant trop faible à 77 K, et dans les autres cas il n’y a pas de supraconductivité – aucun effet mesurable n’a été décelé,
- puis YBCO à la température de l’hélium liquide, là aussi, comme prévu, pas d’effets mesurables, la fraction de masse des paires de Cooper de YBCO étant trop faible y compris à la température de l’hélium liquide,
- puis le Niobium dont la fraction de masse des paires de Cooper à l’état supra est beaucoup plus élevée : l’effet devient nettement mesurable, mais disparaît dés que la température passe un demi degré au-dessus de la température critique du Niobium de 9,4 K. L’effet disparaît pour l’anneau en rotation accélérée qui passe au-dessus de 9,4 K et réapparait toujours pour l’anneau en rotation accélérée lorsque la température retombe sous les 9,4 K. La disparition et la réapparition de l’effet sont visibles lors des passages par la température critique de l'anneau en rotation et lorsque l’on passe par la température critique entre deux mises en rotation, disparition et la réapparition de l’effet sont visibles aussi, mais uniquement lorsque l’anneau est remis en rotation accélérée,
- enfin le plomb donne les mêmes résultats que le Niobium, mais avec une température critique de 7,2 K.

À ce niveau là il n’y plus de place que pour le Nobel ou la fraude scientifique pure et simple…

Addendum : à la fin du papier gr-qc/0603033 de Tajmar et Matos figure cette phrase qui se passe de commentaires : "This research was partly sponsored by the European Space Agency under GSP Contract 17890/03/F/KE and by the Air Force Office of Scientific Research, Air Force Material Command, USAF, under grant number FA8655-03-1-3075."
Il y a donc du beau linge parmi les bailleurs de fonds...

[Henri]

Pour la vérification des annonces de Podkletnov, je crois bien que la NASA a tenté une reproduction, mais en allégeant les protocoles de l'expérience pour des raisons de coûts. Maintenant si Tajmar a vu juste, BSCCO et YBCO utilisé par les expérimentateurs précédents n'auraient jamais du mener à des effets mesurables...

[lambda0]

Ce qui est intéressant, c’est que :[list]- il ont d’abord testé les supra suivants Niobium, BSCCO et YBCO à 77 K (Azote liquide) et 300 K (température ambiante) et comme prévu – la fraction de masse des paires de Cooper dans les deux derniers étant trop faible à 77 K, et dans les autres cas il n’y a pas de supraconductivité – aucun effet mesurable n’a été décelé,
...
À ce niveau là il n’y plus de place que pour le Nobel ou la fraude scientifique pure et simple…

C'est sûr que ça fait beaucoup de coincidences...

A tout hasard, voici le pedigree de notre futur (?) Nobel :
http://ilfb.tuwien.ac.at/~tajmar/
(au fait, c'est quoi cette "International Space University" en France ?)

Il n'y a plus qu'à attendre, et à surveiller une reproduction de cette expérience.

Idée qui n'engage que moi :
Curieux cette impression qu'il y a une recherche appliquée attaquant les théories physiques fondamentales qui se développe en dehors du courant principal universitaire (et CNRS en France), car ce n'est quand même pas la vocation de la recherche spatiale de remettre en cause les lois de la gravité ! Ce type de recherche semble bien susciter une certaine hostilité de la part des théoriciens et des universitaires (au moins en France), peut-être parce qu'on part du besoin et de l'application, ce qui est de nature à biaiser les raisonnements et les expériences.

A+

[Henri]

...au fait, c'est quoi cette "International Space University" en France ?...

C'est chez nous dans une fac de Strasbourg, une fois par an...
Je n'y suis d'ailleurs jamais allé.
En passant on peut biaiser un raisonnement, mais pas une expérience...

[Henri]

En cherchant un peu sur arxiv.org j'ai trouvé un papier de De Matos et Tajmar de février 2006 qui détaille de manière un peu plus progressive leur cadre théorique.

Gravitomagnetic London Moment and the Graviton Mass inside a Superconductor
http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0602/0602591.pdf

[Henri]

Deux nouveaux papiers de Tajmar en juillet :
"Local Cosmological Constant and the Dark Energy Coincidence Problem"
http://arxiv.org/ftp/gr-qc/papers/0607/0607085.pdf
"Gravitomagnetic Fields in Rotating Superconductors to Solve Tate’s Cooper Pair Mass Anomaly"
http://arxiv.org/ftp/gr-qc/papers/0607/0607086.pdf

Il cherche visiblement un cadre théorique à ses expériences.

[lambda0]

Merci, je vais lire ça.
Par contre, je n'ai pas l'impression que les théoriciens s'intéressent beaucoup à ses résultats : ce qui serait significatif serait des citations de ses résultats expérimentaux par d'autres.

A+

[Henri]

Merci, je vais lire ça.
Par contre, je n'ai pas l'impression que les théoriciens s'intéressent beaucoup à ses résultats : ce qui serait significatif serait des citations de ses résultats expérimentaux par d'autres.

A+

Et surtout des tentatives de répliquation de son expérience...
Surtout que Tajmar a récemment participé à une équipe qui a démontré expérimentalement que les propulseurs de Woodward ne produisaient aucune poussée... (voir la conclusion en dernière page du PPT)

[Socrates]

Moi y'a un truc (parmi d'autres...) qui m'échappe...

Pourquoi pense-t-il que de modifier la masse inertielle serait:

""""sans grand intérêt pour la propulsion spatiale pour la raison que les moyens de propulsion perdraient également de leur efficacité""" (l'idée, de mémoire)

et puisque les moteurs pour la propulsion pourraient être tenus éloignés du corps du véhicule... et ne pas être eux-mêmes soumis à ladite variation de masse inertielle... si vous voyez ce que je veux dire ...

d'ailleurs, curieux zazar, aujourd'hui, je lisais ça (Heims's field theory):
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/PrinciplesOfAdvancedSpacePropulsionAIAA-paper-2002-4094.pdf
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/aiaa2003-4990-Talk_Huntsville.pdf
@+
socrates

[Henri]

Moi y'a un truc (parmi d'autres...) qui m'échappe...

Pourquoi pense-t-il que de modifier la masse inertielle serait:

""""sans grand intérêt pour la propulsion spatiale pour la raison que les moyens de propulsion perdraient également de leur efficacité""" (l'idée, de mémoire)

et puisque les moteurs pour la propulsion pourraient être tenus éloignés du corps du véhicule... et ne pas être eux-mêmes soumis à ladite variation de masse inertielle... si vous voyez ce que je veux dire ...

...

socrates

Pour une raison assez simple, pour simplifier dans l'équation de la fusée, si tu réussissais à altérer la masse de l'ergol, le principe d'équivalence impliquerait que tu perdrais en terme d'impulsion ce que tu gagne en terme de masse d'ergols à accélerer. (voir les équations de Millis et Tajmar dans leurs papiers respectifs sur le sujet. Ils réécrivent l'équation de Tsiolkovsky avec un facteur d'altération de la masse sur les ergols et en déduisent un gain nul !) De plus il semble biscornu et fantaisiste que le même ergol puisse avoir une variation de sa masse durant son transfert du réservoir au réacteur d'une fusée en marche. (déjà altérer la masse est considéré comme une idée fantaisiste par la quasi-totalité des physiciens de nos jours, alors qu'altérer l'espace-temps est un sujet dont la discussion est ouverte depuis quelques années)

[Henri]

...d'ailleurs, curieux zazar, aujourd'hui, je lisais ça (Heims's field theory):
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/PrinciplesOfAdvancedSpacePropulsionAIAA-paper-2002-4094.pdf
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/aiaa2003-4990-Talk_Huntsville.pdf
@+
socrates

Le problème des théories de Heim et de leur dérivées, c'est que j'ai beau avoir compilé à http://minilien.com/?qBJ7kOMZNF tout ce que j'ai pu trouver à ce sujet, les détails du calculs tensoriels des métriques sont introuvables (ou trop résumées) sur le net parceque produites à une époque ou le net n'existait pas et rédigés en allemand. On ne trouve que les conclusions. Même si leur formalisme détaillé (mais introuvable) me dépasse, je n'aime pas faire confiance aveuglément...

[lambda0]

d'ailleurs, curieux zazar, aujourd'hui, je lisais ça (Heims's field theory):
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/PrinciplesOfAdvancedSpacePropulsionAIAA-paper-2002-4094.pdf
http://www.hpcc-space.de/publications/documents/aiaa2003-4990-Talk_Huntsville.pdf
@+
socrates

Sujet déjà traité ici :
http://astronautique.actifforum.com/viewtopic.forum?t=569

La grande majorité des théoriciens pensent que cette théorie est au mieux très incomplète, et presque certainement fausse.
Cependant, le test repose sur la production de champs magnétiques très élevés, et il me semble qu'un test est prévu d'ici quelques années sur les équipements de Sandia (on en revient toujours à eux!).

A+