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 Einstein avait raison! Simon Rainville démontre, avec une précision inégalée, la véracité de la plus célèbre équation de la physique En cette fin d'Année mondiale de la physique, Einstein peut reposer en paix. Sa célèbre équation E=mc2, énoncée il y a maintenant un siècle, tient encore merveilleusement la route. C'est ce qu'ont démontré, avec une précision jamais égalée, le professeur Simon Rainville, du Département de physique, de génie physique et d'optique, et ses collègues américains et européens dans la livraison du 22 décembre de la revue Nature. L'équipe internationale dont il fait partie a prouvé que la masse et l'énergie sont bel et bien équivalentes, avec une précision de 0,00004 %. "C'est 55 fois plus précis que la meilleure preuve directe qui avait été faite jusqu'à présent, soutient Simon Rainville. L'équation d'Einstein, qui est l'un des grands succès de la physique du 20e siècle, ne montre aucun signe d'essoufflement."
Le professeur Rainville a effectué cette démonstration avec le concours de plusieurs équipes installées au Massachusetts Institute of Technology, à la Florida State University, au Physical and Theoritical Chemistry Laboratory de l'Université d'Oxford, au National Institute of Standard and Technology du Maryland et à l'Institut Laue-Langevin de Grenoble. Sa principale contribution à cet effort international de recherche a été la mise au point d'une technique qui permet de comparer des masses d'atomes avec une précision d'une partie par 100 milliards. "Ça équivaut à mesurer la distance entre Québec et Vancouver avec une erreur qui ne dépasse pas l'épaisseur d'un cheveu!, illustre-t-il. Il s'agit de la mesure de masse la plus précise au monde."
Rappelons que les noyaux d'atomes sont constitués de protons et de neutrons; lorsqu'on bombarde les noyaux avec des neutrons, il arrive qu'un noyau absorbe un neutron et devienne donc un peu plus gros. Les chercheurs savent toutefois que la masse du nouveau noyau est légèrement inférieure à la somme des masses du noyau original et du neutron. La raison? Une partie de la masse a été convertie en énergie, émise par le nouveau noyau sous forme de rayons gamma.
Pour tester l'équation d'Einstein, les chercheurs ont mesuré, d'une part, l'infinitésimale différence de masse résultant de la fusion noyau-neutron et, d'autre part, la quantité d'énergie émise par le noyau après fusion avec un neutron. Les valeurs qu'ils ont ainsi mesurées collent avec une renversante précision à ce que prédit l'équation d'Einstein. "La limite de précision à laquelle nous arrivons n'est pas attribuable à l'équation comme telle, mais bien aux limites de précision de nos propres mesures, souligne Simon Rainville. C'est dire à quel point le modèle de la relativité restreinte d'Einstein décrit bien le monde physique dans lequel nous vivons."
Les conclusions de cette expérience ne surprendront pas les physiciens, admet le chercheur. La théorie de la relativité restreinte est appliquée couramment dans les laboratoires de recherche et dans certaines technologies comme les GPS et les réacteurs nucléaires. "Nous savions que l'équation d'Einstein était valide et, si nous avions trouvé le contraire, c'est notre expérience qui aurait été suspecte aux yeux de la communauté scientifique, reconnaît-il humblement. Notre contribution a été de repousser à un seuil jamais atteint la précision avec laquelle la théorie d'Einstein s'applique."
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