Toutes les formes connues d’énergie dérivent des 4 forces fondamentales de l’Univers : la gravitation découverte par Newton, l’électromagnétisme ou force de Lorentz, la force « faible » en œuvre dans les réacteurs nucléaires et la force nucléaire forte responsable des réactions de fusion au cœur des étoiles ou de la bombe H. Des scientifiques hongrois du laboratoire ATOMKI de Debrecen en Hongrie affirment avoir mis en évidence une 5e force fondamentale. Si cette découverte se confirmait (ce qui est encore loin d’être le cas), elle pourrait révéler l’existence d’une nouvelle forme d’énergie.
Quelle que soit la forme d’énergie que vous exploitiez, elle implique la manifestation d’une de ces 4 forces fondamentales. Ainsi, la gravité exercée par la Lune est à l’origine des marées et de l’énergie produite par la centrale électrique de la Rance ou du moulin à marée de Bréhat. C’est également la gravitation qui est à l’œuvre dans les barrages hydroélectriques et les STEP ou certaines nouvelles techniques de stockage de l’énergie. L’électromagnétisme qui lie entre eux les atomes d’une molécule est responsable de la chaleur dégagée lors d’une combustion, que ce soit dans votre poêle à pellets, dans un moteur à essence, la turbine d’un avion à réaction ou une centrale à charbon. C’est aussi cette force qui produit du courant électrique dans les panneaux photovoltaïques ou vous procure de l’énergie lors de l’oxydation lente de la nourriture dans votre corps … laquelle vous permet de réfléchir (20 % de cette énergie est en effet consommée par notre cerveau), courir, pédaler, scier du bois ou faire l’amour …. La force nucléaire faible est exploitée dans les centrales atomiques qui produisent actuellement 70 % de l’électricité consommée en France. Quant à la force nucléaire forte elle est à la source de la fusion nucléaire à l’œuvre dans les étoiles et notre Soleil. Elle nous envoie la lumière qui est à l’origine de toute vie sur terre, de la croissance des plantes et de la plupart des autres énergies que nous exploitons, comme par exemple l’énergie éolienne[1]. Quelle force est alors responsable de la géothermie me demanderez-vous peut-être ? Eh bien je vous laisse réfléchir et le premier qui aura découvert la solution pourra la révéler dans les commentaires ci-dessous.
Découverte du boson X17
Mais, outre ces 4 interactions fondamentales connues des physiciens, il pourrait en exister une autre. Des chercheurs du laboratoire ATOMKI de Debrecen, en Hongrie pensent avoir découvert une nouvelle particule qu’ils ont appelée « boson X17 », lequel pourrait être le vecteur d’une cinquième force fondamentale.
L’équipe dirigée par Attila Krasznahorkay postule son existence pour expliquer les résultats étonnants d’expériences portant sur la désintégration de certains atomes comme l’hélium-4 et le béryllium-8.
En 2015 et dans le cadre de leurs recherches sur la matière noire, ces scientifiques ont « bombardé » dans leur accélérateur de particules, du lithium-7 avec des protons. Ils ont observé la création de béryllium-8, un isotope instable qui se désintégra rapidement en paires d’électrons et de positrons. La façon dont ces particules se repoussent devrait former un angle prédictible selon les lois de la physique. Or, ce ne fut pas le cas : ils ont détecté un angle de 140° qui ne « colle » pas avec notre connaissance du comportement de la matière. Pour expliquer cette anomalie Attila Krasznahorkay a émis l’hypothèse qu’elle pourrait s’expliquer par la production d’une particule inconnue. Il en a même déterminé la masse : environ 17 millions d’électronvolts (MeV) et dénommé cette particule « boson X17 ».
Environ une année plus tard, d’autres physiciens ont élaboré une théorie selon laquelle ce boson X17 pourrait être le signe d’une cinquième force fondamentale de la nature. Ces résultats ont piqué la curiosité de scientifiques du monde entier et donné lieu à plusieurs études, dont une recherche directe de la particule par des scientifiques du CERN[2]. Mais jusqu’à présent, ils n’ont rien trouvé.
Sur la piste d’une nouvelle forme d’énergie ?
Plus récemment, un nouvel article publié par l’équipe hongroise fait état d’une deuxième anomalie observée cette fois-ci dans une transition de noyaux d’hélium-4. «Un excédent est apparu cette fois à un angle de 115°, mais il peut lui aussi s’expliquer par la production d’une particule d’une masse d’environ 17 MeV », explique Attila Krasznahorkay. « Ce résultat vient corroborer notre observation précédente et soutient l’hypothèse de l’existence d’une nouvelle particule élémentaire ».
Toutefois la communauté scientifique reste sceptique. Aucune autre équipe n’a encore réussi à reproduire les résultats observés par l’institut ATOMKI. Pour Sergei Gninenko qui travaille sur le sujet au CERN[2], « les anomalies détectées par l’équipe hongroise pourraient être dues à quelque chose de complètement nouveau, comme une particule non détectée jusqu’ici ». Mais il n’exclut pas la possibilité d’une erreur dans l’interprétation des résultats de leurs expériences. « Pour mettre leur hypothèse à l’épreuve deux choses sont essentielles : une analyse théorique détaillée de la compatibilité entre les résultats obtenus avec le béryllium-8 et ceux obtenus avec l’hélium-4, et une confirmation par une expérience indépendante » explique-t-il.
Une autre équipe de physiciens de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) dirigée par Jesse Thaler est partie à la découverte du boson X17. « Nous menons une recherche qui devrait aboutir en 2023. Elle permettra de confirmer ou de réfuter l’hypothèse selon laquelle les anomalies détectées à l’institut Atomki seraient dues à une cinquième force fondamentale » déclarent-ils.
Pour autant, et même si la découverte de cette nouvelle force se confirme – ce qui est donc encore loin d’être acquis – il ne faudrait pas espérer que l’énergie qu’elle pourrait engendrer soit utilisable pour nos besoins de tous les jours. L’exploitation de cette énergie par l’humanité serait en effet encore plus compliquée et utopique à réaliser que la fusion nucléaire contrôlée : des scientifiques du monde entier essaient de dompter celle-ci depuis plus de 50 ans sans y être encore parvenus. Et les coûts de recherche que nécessiterait la mise au point de techniques aptes à permettre l’utilisation à grande échelle de cette nouvelle énergie seraient probablement encore plus gigantesques que ceux du calamiteux projet ITER.
Pour l’heure, le développement des énergies renouvelables est la seule piste réaliste qui permettra d’ici 2050 de fournir à l’humanité une énergie abondante et propre.
[1] Les vents sont en effet dus principalement au réchauffement inégalement réparti à la surface de la planète et provoqué par le rayonnement solaire.
[2] CERN : le Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire basé à Genève est le plus important laboratoire au monde consacré à la physique des particules.
Commentaires
Il me semble que la force en jeu dans la fission nucléaire (celle dont on récupère le + d'énergie) est la force forte. Celle qui lie les nucléons du noyau d'uranium et qui crée cette perte de masse de 200 mev avec ses fragments de fission... et non la force nucléaire faible.... Meme si une partie de l'énergie provient de la désintégration des fragments de fissions ds ce cas c bien la faible... pour ce qui est de la géothermie n'est ce pas justement cette force nucléaire faible qui est responsable de la radioactivité bêta ?
Non c'est bien la force nucléaire faible qui est responsable de la fission et de la fusion aussi d'ailleurs.
La force nucléaire forte, 10000 fois plus puissante que la faible, est celle qui intervient dans la désintégration matière antimatière ou dans l'explosion des supernovas
Elle agit, non plus au niveau des protons et neutrons, mais au niveau des quarks qui les constituent
Article très intéressant.
Je suis certainement moins expert que certains ici, ce qui est sûr c'est que le savoir-être est particule dont l'existence n'est pas prouvée en lisant les commentaires...
@Bernard Deboyser : Je dispose de quelques connaissances en physique quantique ou en thermodynamique grâce à mes études passées. Je trouve tout à fait intéressante cette théorie d'une cinquième force fondamentale. Si elle est prouvée, pensez qu'elle soit en mesure d'unifier les théories physiques ?
Aussi je souhaite revenir sur cette question de la géothermie que vous posez en début d'article. Si je ne me trompe pas, sinon corrigez-moi, la géothermie est possible grâce à la chaleur qui émane du magma (principes thermodynamiques ?) Et ce magma se forme grâce aux pressions élevées. Je me demande si l'électromagnétisme du cœur terrestre ne serait pas également responsable de cette activité. Pouvez-vous m'en dire plus ou m'orienter vers une publication judicieuse ? Je vous en remercie.
Enfin, je suis étonné d'apprendre que la gravitation n'est plus considérée comme une force depuis quelques années visiblement. Cependant, si je comprends bien, à notre échelle macro, nous pouvons toujours la percevoir comme telle ?
Je suis très curieux et friand de ces sujets, et je découvre votre site avec plaisir.
"Le progrès n'est que l'accomplissement des utopies" - Oscar Wilde
Bonjour Florian et merci pour votre tentative de réponse à la question concernant la source de la géothermie. Mais non la chaleur présente dans l'écorce terrestre et qui est exploitée par la géothermique n'émane pas (ou pas principalement) du magma. Une autre cause en est responsable ... mais j'attends que d'autres trouvent éventuellement la réponse.
Quant à vos autres questions :
Merci de vos réponses. Concernant la géothermie, si ce n'est pas le magma (dans la majorité des cas comme vous le dites) alors je suspecte la radioactivité de certains éléments de notre sous-sol qui en se décomposant produisent de la chaleur. Cependant, si mes souvenirs sont bons, plus on est profond dans l'écorce, plus la pression est importante ce qui provoque une augmentation de la chaleur. Je me souviens du gradient thermique de mes cours de géologie. La pression peut-elle à elle seule permettre d'utiliser la géothermie ?
Et oui Florian, vous avez trouvé la bonne réponse. La chaleur engendrée dans l'écorce terrestre est bien due à 87 % à la radioactivité c'est-à-dire la désintégration naturelle de certains éléments, principalement l'uranium et le thorium présents dans la croûte terrestre. Cette production de chaleur engendre ce qu'on appelle un gradient de température. Plus on fore profondément, plus la température augmente, à raison de 3 degrés en moyenne par 100 mètres. La géothermie permet d'exploiter cette chaleur.
En effet, la désintégration d'atomes lourds via la force nucléaire faible est bien responsable de la chaleur du noyau de notre planète. Mais cette énergie se manifestant sous forme de chaleur, une partie est convertit en onde électromagnétique (infrarouge).
Je suis par contre très étonné par la "faible" masse de 17 MeV, on est bien en dessous de la sensibilité du LHC, comment cela as t il pu passer inaperçu.
Quand a savoir si la gravité est une force fondamentale, c'est comme demander si le temps est une dimension comme les autres. On n'as pas mis le doigt sur son boson, expliquer son extrême faiblesse comparé aux autres ou même savoir si sa valeur est vraiment constante ( pour les fan de MOND ). La gravité peut être une force émergente. Mais faut-il encore le prouver, meme Einstein n'as pas trouver la nature profonde de la gravité, mais un siècle plus tard ses équations nous permette d'observer des trou noirs et jamais pris en défaut. En attendant une théorie étayé de preuve indiscutable, je continu de miser sur albert
Bonjour, pour expliquer pourquoi le LHC n'a pas pu découvrir cette particule de 17 MeV est que le LHC à été créé pour mettre en évidence le boson de Higgs, pour moi on peut découvrir ce que l'on ne recherche pas.
Je n'aime pas beaucoup cette multiplication d'interactions differentes, la Nature s'arrangeant toujours pour faire simple et élégant. Il ne peut s'agir que de différentes facettes d'un même phénomène...
Mais c'est juste mon opinion
C'est bien cela, et ce phénomène s'appelle l'Amour, la force créatrice de tout ce qui est :)
Oui, ce n'est bien que votre opinion, celle du rasoir d'Occam. C''st vrai que c'est simple, mais comme les poupées russes. C'est gros et rond, mais si on l'ouvre on trouve que c'est moins gros et toujours rond, et si on ouvre encore c'est encore moins gros et toujours rond……..etc
Mais à chaque étage tous ces trucs ronds présentent des propriétés différentes de celles des trucs ronds de l'étage d'avant….à la fin qu'aurons nous ? Peut-être seulement de l'information….. un peu ronde.
Bonjour à tous,et en particulier à
@vivi, @Morteen: Moi, je ne suis que jardinier qui vient des cités HLM de banlieues pauvres de la capitale mais il me semble avoir compris que l'agressivité que vous employez, outre qu'elle ne vous honore pas, est à l'inverse de toutes velléités scientifiques. Comment pouvez vous être si péremptoires et agressifs ? Qu'y gagnez vous ? Qu'est ce que la communauté humaine y gagne ? Il me semble que chercher à éteindre les propos des autres par la force n'a jamais éclairé le monde...
Chouette article, merci Bernard Deboyser !
"Asseyez-vous sous un pommier et attendez qu’une pomme vous tombe sur la tête : vous me direz si vous avez été victime d’une déformation de l’espace-temps."
La science, cher Monsieur, ce n'est pas ce que l'on voit, c'est ce que l'on explique. Et elle est presque toujours contre intuitive. Nous sommes en 2020 et vous persistez à citer Newton alors qu'on sait depuis 1915 qu'il s'est trompé. Auriez-vous quelque chose de personnel à l'encontre d’Einstein ? Newton pensait que la pomme tombait, attirée par la masse de la terre. Einstein a montré que la pomme reste immobile, et que c'est votre tête qui va à sa rencontre. Le fait que vous ayez du mal à le comprendre est une chose, que vous le contestiez est très gênant.
Evidemment c'est un dialogue de sourds. Vous écrivez "en physique les phénomènes peuvent être expliqués par différentes théories". C'est une énormité.A l'époque ou vivait Newton, la physique utilisait les lois de Newton. Mais après lui, il y a eu d'autres physiciens, dont Albert Einstein. Et aujourd'hui, ce sont les équations de la relativité qui ont remplacé les lois de Newton. Je ne parviens pas à comprendre votre position. Je vous laisse à votre ignorance (délibérée ?).
Ah bon, c'est la tête (en l'occurrence de turc pour vous) de Deboyser qui va à la rencontre de la pomme ? Je remarque que sa tête emmène avec elle la chaise sur laquelle il est assis, ainsi que le sol puisque je ne la vois pas les pieds de la chaise s'en décoller, et comme le sol de la planète est d'un seul tenant c'est toute la planète qui s'élance contre la pomme qui reste fixe dans l'espace-temps. Et je vois aussi le pommier dont s'est détachée la pomme s'élancer vers l'espace pour s'éloigner de sa pomme….. Sans doute, dans le même ordre d'idée vous allez nous expliquer que c'est le Soleil qui tourne autour de la Terre, où plutôt autour du centre de masse qui se situerait quelque part sous nos pieds, et tout ça en application de votre interprétation du principe de relativité. Vite un Nobel pour Morteen !!!!!!!!!!!!!!!
"l'espace dit à la matière comment se déplacer, la matière dit à l'espace comment se courber."
En aucun cas une tête d'épingle ne se courbe face à une singularité.
Ce qui est contre-intuitif c'est l'équivalence masse-énergie. En physique des particules on utilise l'énergie comme unité de mesure pour exprimer la masse.
En revanche, ce qui caractérise les sachants c'est leur grande humilité, ainsi que la tolérance dont ils font preuves à l'égard de leurs "homologues".
Car les changements de paradigme ne peuvent être conceptualisés par le commun des mortels.
Même s'il est simple aujourd'hui d'imaginer la corrélation qu'il peut exister entre le macrocosme et le microcosme, bien malin celui qui sera en mesure d'en démontrer la plus simple et la plus belle formulation du "tout".
Einstein aurait démontré que la pomme reste immobile et que c'est ma tête qui va à sa rencontre ... Ah oui, cher monsieur, toutes mes félicitations .... je vois que vous avez très bien compris la théorie de la relativité. Aucun de mes étudiants ne l'a jamais expliquée de manière aussi magistrale. Merci d'avoir éclairé nos lecteurs ...
http://www.benhammou.com/blog/2019/02/16/le-sol-accelere-vers-haut-pomme-newton-tombe-pas/#:~:text=%C2%BB%22%20%2F%3E-,Le%20sol%20acc%C3%A9l%C3%A8re%20vers%20le%20haut%20%3A%20la%20pomme%20de%20Newton,corrige%20les%20lois%20de%20Newton.
Par exemple. Vous êtes meilleur en thermodynamique qu'en physique relativiste :)
Vous avez raison, la science se décline en bande dessinée pour les esprits simples qui pensent généralement être supérieurs aux autres.
Sans doute n'êtes vous pas français, car je ne vois aucun Morteen inscrit au répertoire des ingénieurs et scientifiques de France, à moins que ce soit une erreur, l'établissement dont vous êtes sorti diplômé ayant omis de vous y inscrire.
Waouh ! J'hallucine !
Je n'y connais pas grand chose dans tout ce que vois racontez, mais j'essaye de m'instruire et de comprendre car j'ai un grand besoin de comprendre comment fonctionne le vivant. Que ce qui est écrit dans cet article soit faux, vrai, imparfait, imprécis ou autre, rien ne permet à personne de parler de la sorte en critiquant cet article, on a le droit de ne pas être d'accord mais on ne peux parler ainsi pour exprimer son désaccord.
Perso, je connais une force extrêmement importante qui est celle de l'amour universel, cet amour qui fait qu'un être humain est en capacité d'aimer toute cellule vivante, toute espèce vivante, végétale ou animale et toute forme de vie générée par l'univers, peu importe les forces en présence. Sans cette force, la vie s'éteint peu à peu et c'est ce qui est en train de se passer actuellement sur la terre car l'être humain avec sa force et surtout ses faiblesses est en train de détruire la planète car il néglige cet amour universel ! Chers lecteurs agressifs, vous faites partie de ces êtres vivants qui détruisent la vie sur la planète sans vous en rendre compte. Apprenez à aimer le vivant et à faire des critiques un peu plus constructives...