Dans le tourbillon des particules !

Comme je passe 98,7% de mon temps sur internet*, je réserve mes lectures annuelles à la courte période de mes vacances estivales. Et cette année, le premier bouquin à passer sous mes ongles est un roman insipide, atrocement écrit et vraisemblablement traduit par Franck Ribéry : Le secret du mari, prétendument écrit par une auteure australienne, mais probablement rédigée par un koala alcoolique pour régler ses dettes de jeu. Après trois pages, j'ai pris rendez-vous pour porter plainte contre l'éditeur et je suis passé directement à un titre bien plus prometteur : Le tourbillon des particules, de Marco Zito (le mec pourrait donner son nom à une particule !), qui m'avait été offert par la boutique Science et Vie.  Et vous êtes vernis, c'est ce second livre dont je vais parler aujourd'hui, avec en bonus une interview exclusive et un petit concours pour remporter le livre.
* sondage IPSOS - Crème de marron Clément Faugier - Cadbury Fruit and nut

Une histoire de science 

Bonne surprise, à la lecture des premières pages : Marco Zito a choisi une approche que j'apprécie beaucoup, notamment pour son potentiel pédagogique. Il raconte l'histoire de celles et ceux qui, de la Grèce antique à l'aventure du LHC, se sont posé la même question : de quoi le monde est-il fait ? Loin du ton académique, l'auteur déroule alors le fil de la formidable épopée de la physique des particules : premières hypothèses, progrès, déceptions, coups de chance, erreurs dramatiques, bonds en avant et périodes de disette. Car il y a certes eu des éclairs de génie et des expériences historiques, mais il y aussi eu des fails retentissants et des accidents évités de justesse.

L'histoire de la physique des particules est aussi indissociable de celles de l'humanité. Elle ne s'est pas seulement déroulée dans les laboratoires : les travaux des chercheurs ont souvent trouvé des applications dans l'industrie, la vie courante et, malheureusement, l'art de la guerre. Lumière, rayons X, supraconductivité, antimatière, bombe atomique, accélérateur de particules et boson de Higgs : l'auteur parvient à faire une synthèse très plaisante de tout cela, sans négliger les explications. La progression se fait naturellement et les notions de physique sont abordées une par une, de façon claire, sans détail superflu. On part de la base (atome, électron, proton..) avant de passer à des particules plus exotiques. Si vous voulez voir un peu plus clair dans la jungle des particules et comprendre à quoi elles servent, ce livre est fait pour vous :)

Enfin, l'auteur prend soin de rappeler qu'il ne faut pas considérer les enseignements de la physique moderne comme une vérité ultime. Les théories actuelles sont limitées, incomplètes, insuffisantes. Il ne faut ni s'en satisfaire ni les prendre trop au sérieux. 37 particules aujourd'hui, mais qui sait combien demain ?

Le détecteur de Kamioka : un des extraordinaires outils utilisés pour l'étude des particules

Pour qui ?

Le livre s'adresse avant tout au "grand public" comme on dit. Pas besoin d'avoir étudié les sciences pour découvrir l'histoire des particules. On apprend comment les scientifiques ont peu à peu levé le voile sur l'édifice de la physique moderne, comment ils ont traqué telle particule durant des décennies, découvert telle autre par hasard. On suit leur progression comme une enquête, on partage leur excitation et leur déception lorsqu’ils font fausse route. Le seul bémol ; j'ai trouvé l'avant dernier chapitre un peu aride, probablement parce qu'il était difficile de l'illustrer avec des histoires.

Pour ceux qui sont déjà familiers avec certains points, voire spécialistes du sujet, le livre est tout aussi agréable : il fait le bilan de deux millénaires de questionnements, récapitule les grandes théories et donne une vision d'ensemble. Si la physique des particules est un archipel, ce livre fait le lien entre les îles. A titre personnel, j'ai pris beaucoup de plaisir à suivre ce feuilleton subatomique, où chaque épisode réserve sa petite anecdote. A tel point que je j'ai demandé à l'auteur s'il accepterait de répondre à quelques questions. Je n'écris donc rien d'autre au sujet du livre et j'enchaine avec une petite interview de Marco Zito :)

Cette approche chronologique, c'est ton idée ? 

Oui ! On m'a proposé d'écrire un livre sur les particules, j'avais un peu peur : la physique des particules, c'est loin des préoccupations des gens, ce ne pas très concret et le vocabulaire est compliqué. Je me suis dit "ça va être rébarbatif". J'avais déjà écrit des chroniques pour le monde mais ce n'était pas pareil, c'était un vrai défi pour moi.

Tu n'aurais pas écrit le livre si on ne t'avait rien proposé ?

Non, je ne crois pas :) C'est énormément de travail, ça m'a occupé pendant un an. Le gros du travail, c'était de se documenter. C'est la partie que j'ai le plus aimé, je me suis replongé dans les articles orignaux, l'histoire des gens. C'était vraiment amusant. J'étais aussi motivé par l'histoire en général, comment les choses s'inscrivent dans le contexte historique. Par exemple, montrer comment certaines grosses avancées sont liées à la guerre. Pendant un demi-siècle, on a été poussé par la course à l'armement et la guerre froide. C'est un côté que je ne voulais pas occulter.

Tu sais que tu pourrais donner ton nom à une particule ? "Particule Zito" ça sonne bien non ?

LOL ! (Non c'est pas vrai, il n'a pas dit ça, mais il a dit non en riant).

On peut parler un peu de toi ? Tu as grandi en Italie et tu es venu en France pour poursuivre tes études. 

Oui, j'ai fait mon doctorat à Saclay sur les données de Delphi, une expérience auprès du LEP (CERN). A l'époque, c'était un peu l'équivalent du LHC. On n'a pas fait de découverte fondamentale, mais on a fait de très belles expériences.

Note :
Les expériences menées au LEP ont quand même permis, entre autres, de confirmer le nombre de neutrinos légers. Aujourd'hui, Marco Zito est chercheur à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers, au "Service de Physique des Particules" (ça ne s'invente pas). Spécialiste des neutrinos, il a contribué à mettre en place un dispositif expérimental ahurissant entre la France et le Japon, pour étudier leurs oscillations.

Blague sur les soi-disant neutrinos supraluminiques 

Tu as toujours voulu être physicien ?

Quand j'étais jeune, je m'intéressais un peu à tout. Au lycée, un prof organisait des expériences ; une fois par semaine on faisait une manip. Je trouvais ça très sympa.

Et si tu n'avais pas été physicien ?

J'aime beaucoup l'histoire, je serais peut-être devenu archéologue.

Tu aimes les Lego ? 

Là on voit que Marco est sympa, parce qu'il trouve quand même une petite histoire à me raconter, et on parle un peu Kapla avant de revenir au sujet du livre. 

Pourquoi les particules ? 

Pour le défi de comprendre la réalité, la matière, les interactions. C'est très excitant. Plus on avance, plus on est entouré de mystères. Je ne dis pas qu'il n'y a pas de découvertes excitantes à faire dans d'autres domaines, mais je pense que les particules renferment des secrets les plus fondamentaux.

Tu ne trouves pas ça frustrant parfois ? 

Si parfois. Mais on avance, même doucement, on fait de nouvelles observations, de nouvelles mesures. Je préfère me concentrer sur le côté stimulant !

Aimerais-tu voir l'aboutissement de la physique des particules ? 

J'aimerais bien voir les visages de la nouvelle physique, mais je ne suis pas certain que j'en aurai l'occasion. Les progrès sont toujours assez lents, assez incertains. Mais je suis convaincu qu'il n'y a pas de théorie ultime. Je pense que la réalité est faite de plusieurs niveaux imbriqués. Le modèle standard concerne quelque chose d'assez profond, d'assez fondamental. Il y a des symétries, des similitudes, notamment avec la théorie de la gravitation, mais on n'est pas près d'unifier tout ça. Tout progrès est très lent, peut-être qu'on aura des percées, mais ça prendra du temps. Il faudra peut-être attendre une nouvelle génération d’accélérateurs, dans 15 ans, voire 25. Ça nécessite des investissements considérables, mobilise des milliers de chercheurs. Mais c'est un territoire qui se conquiert pas à pas et qui se prépare comme une expédition spatiale. Là, on n'a même pas posé un pied sur Mars, et on est très loin d'avoir atteint les frontières de la physique.

Tu penses que c'est important de poursuivre l'exploration ?

En tant qu'espèce humaine, on a toujours exploré, expérimenté, essayé. Je pense à la découverte des métaux ou aux plantes médicinales par exemple. Il a fallu que des générations d'humains explorent leur environnement, aient l'idée de faire fondre des pierres, de goûter des plantes. Explorer l'environnement fait partie de notre tradition en tant qu'espèce humaine, c'est une question de survie.

Tu penses que notre survie dépend encore à notre faculté à poursuivre l’exploration ?

Aujourd’hui la survie de notre espèce est menacée, mais je ne pense pas que la solution viendra de la science. La science peut proposer, trouver des idées, mais je pense que c'est une question d'organisation sociale. Quand je préparais le livre, je suis tombé sur une citation de Niels Bohr, qui, en substance, disait : "A un grand problème, on trouve une grande solution". Je suis assez inquiet aujourd'hui, notamment vis à vis du réchauffement climatique, mais je pense qu'il y aura une prise de conscience quand son impact sera plus visible.

Tu prépares un prochain livre ?

Oui, mais ce n'est pas une suite ; je parlerai des particules élémentaires, mais d'un autre point de vue. Il sortira fin 2017 j’imagine.

Si tu pouvais voyager dans le futur, tu t’arrêterais quand ?

J'aimerais plutôt me téléporter dans l'espace, dans un autre système planétaire habité.

Et si on trouve un truc de malade dans 130 ans ? 

J'ai la chance de travailler dans un monde où l'on fait constamment des découvertes. Je ne suis pas sûr que j'aimerais voyager dans le futur. Que m'apporterait le futur ? C'est l'inconnu. Si je pouvais voyager dans le temps, j'irais dans le passé. Peut-être la France des années 30, ça bouillonnait à plein de niveaux, il y avait les surréalistes, les dadas, l'avant-garde !

Quelques mots pour conclure ?

Si je récrivais le livre aujourd'hui, je suis assez certain que je ne ferais pas les choses de la même façon. Je pense que je referais la fin, à l'image du début. Avec des histoires. C'est difficile d'écrire un livre de science comme un roman, de trouver des façons d'expliquer les choses. Le livre contient quand même des concepts très compliqués, ce n'est pas évident d'en parler. Peut-être que je devrais écrire un roman :) Cette dernière partie (qui aborde les théories de jauge et les symétries) mériterait tout un livre. C'est la partie essentielle de la théorie. Les symétries, c'est le fond de la question. On n'a pas tout découvert, il y a certainement des symétries sous-jacentes. Il y a le côté mathématique, qui est compliqué, c'est vrai, mais je pense qu'on peut en parler autrement et que ce serait très intéressant.

Merci Marco !

Une superbe image de désintégration dans une chambre à bulles, réalisée à partir du "Big European Bubble Chamber "(BEBC) dans les années 70. 

Le concours :

C'est cool, j'ai la possibilité de faire gagner un exemplaire du livre ! Pour rester dans l'esprit du livre, "rendre la science accessible", je ne pose aucune question sur la science, ni même sur les Lego. Pour participer, il vous suffit de m'envoyer vos nom, prénom et adresse email, via le blog (il y a un widget très moche mais fonctionnel en bas à droite), ou par message sur twitter, ou sur Facebook. Si vous êtes un aventurier de l'internet mondial, vous pouvez même m'indiquer tout cela en commentaire. Par contre, le concours est limité à la France métropolitaine et la Belgique, pardon à ma fan base canadienne :( Je procéderai à un tirage au sort le 1er décembre et recontacterai le vainqueur/la wineuse. Good luck !

Edit : le concours est malheureusement terminé, merci à tous les participants. J'essaierai de remettre ça bientôt !

Pour en savoir plus :
au sujet du livre
au sujet du Lep
sur l'épopée des neutrinos 
sur l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers
sur la boutique Science et Vie