Notre interaction avec les smartphones, tablettes et ordinateurs modifie notre manière de penser, on s’en doutait… Car  la logique des interfaces numériques, même si elle est conçue pour s’adapter au mieux à notre comportement naturel, nous oblige également à nous adapter. Ce en termes de gestes mais également de raisonnement, comme le prouve une nouvelle étude expérimentale.

Menée par des chercheurs de l’université de Carnegie Mellon et du Darmouth College (États-Unis), l’étude clarifie et quantifie l’amplitude des changements cognitifs s’opérant en nous dans la simple tâche consistant à lire des informations sur un écran plutôt que sur du papier. Résultat : à l’écran nous nous attachons plus aux détails concrets du texte, sur le papier, nous intégrons mieux ses enjeux abstraits.

Une nouvelle lue à l’écran ou sur papier, quelle différence ?

L’expérience menée sur 300 volontaires âgés de 20 à 24 ans comportait plusieurs exercices testant leurs capacités d’assimilation d’informations lues. Il s’agissait concrètement de faire lire des textes inscrits soit sur un écran de tablette ou d’ordinateur (50% des volontaires), soit sur une feuille imprimée (les autres 50%), puis de mesurer le niveau de compréhension de chaque volontaire, par exemple au moyen d’un QCM (sur feuille) portant sur le contenu de ces textes.

Ainsi dans une des expériences, 81 volontaires devaient lire une nouvelle courte de l’auteur américain David Sedaris racontant les souvenirs d’une visite dans la maison familiale par un narrateur (fictif). Le choix de cette nouvelle a été dicté par la présence dans le récit de très riches détails mais également d’inférences plus profondes sur l’importance de cette visite dans la construction psychologique du personnage – un type de récit que l’on trouve également dans les premières pages de La recherche du temps perdu de Proust.

Les uns plutôt attachés aux détails, les autres aux enjeux de fond

Le texte était présenté à chaque participant sur l’un des deux supports, l’écran ou le papier, de manière homogénéisé : en format numérique PDF et dans la version imprimée de ce format.

Après lecture, le QCM comportait 24 questions à choix multiples dont 12 sollicitant la mémoire des détails et 12 sollicitant une compréhension des enjeux plus abstraits de l’histoire. Le résultat a été le suivant : les volontaires ayant lu la nouvelle sur papier ont obtenu un score de 66% de réponses correctes (en moyenne) pour les questions abstraites, contre 48% pour les lecteurs sur écran. Inversement, pour les questions concrètes, les lecteurs sur écran ont obtenu un score de 73%, contre 58% pour les lecteurs sur papier.

Une lacune dans l’interprétation globale

Une deuxième expérience a consisté à présenter à 60 volontaires (autres que les précédents) quatre longs tableaux de caractéristiques techniques de voitures japonaises (imaginaires) – “dimensions de l’habitat”, “consommation d’essence”, etc. – avec une colonne indiquant pour chaque caractéristique sa valeur – “moyen”, “bon”, “excellent”. Les participants avaient deux minutes pour déterminer lequel de ces quatre modèles était le meilleur.

Bien sûr, sous la masse d’informations présentée dans les tableaux, un des modèles était clairement meilleur que les trois autres, ce qui pouvait être déduit rapidement à condition de focaliser son attention uniquement sur la colonne des valeurs et en évaluant au juché le nombre de mentions “excellent” pour chaque modèle… Les lecteurs sur papier ont obtenu 66% de réponses correctes, contre 43% pour les lecteurs sur écran, indiquant aux chercheurs une meilleure compétence dans l’interprétation globale des informations de la part des lecteurs sur papier.

La capacité d’abstraction malmenée

Les chercheurs ont mené d’autres expériences de ce type, avec des résultats comparables, indiquant une nette différence entre les performances cognitives liées à la lecture sur papier et à celle sur écran. Toutes ces expériences ont été construites sur la base d’une théorie de psychologie expérimentale, dite Théorie des niveaux de représentation ou Construal level theory, permettant notamment de distinguer le niveau (concret ou abstrait) de raisonnement d’un individu.

Aussi, l’interprétation globale de ces tests par les chercheurs est que la lecture sur écran augmente les performances de la pensée concrète attachée aux détails autant qu’elle diminue la capacité d’abstraction des individus. A bon entendeur…

–Román Ikonicoff

 

Lire également :

• Interfaces gestuelles : sommes-nous prêts ? (chronique Science & Vie TV)
• Suivre vos paramètres physiologiques à l’écran pourrait diminuer votre stress… ou bien l’augmenter
• Grâce à la stimulation électrique du cerveau, nous comprenons plus vite ce qui a du sens
• Voir son corps disparaître… n’a rien de stressant !
• Il suffit d’un dixième de seconde pour qu’une publicité soit reconnue par notre cerveau

 

> Lire aussi dans les Grandes Archives de Science & Vie :

• Objets connectés, vers les interfaces gestuelles – S&V n°1177 – 2015. Les interactions entre l’homme et la machine sont loin d’être naturelles. Aussi, les constructeurs d’interfaces cherchent à naturaliser la machine, avec le risque de mécaniser un peu l’homme.

• Votre cerveau vous trompe – S&V n°1044 – 2004 – Notre cerveau présente des failles : mémoire trompeuse, fausses perceptions, raisonnements biaisés… Comment l’univers de la publicité en exploitent certaines (+ 20 expériences qui vous feront douter de vous-même).

• Libre arbitre : notre cerveau décide avant nous – S&V n°1057 – 2005 – L’un des grands apprentissages issues des sciences cognitives est l’importance des mécanismes inconscients et hyper-rapides dans notre être au monde. Au point de questionner notre libre arbitre.

Les nuages ont empêché les télescopes français de retransmettre le transit de Mercure hier, lundi 9 mai. Voici donc le passage de la petite planète devant le Soleil vu depuis l’espace, par le satellite SDO (Solar Dynamics Observatory) de la NASA, et filmé à différentes longueurs d’ondes :

Retrouvez tout ce qu’il faut observer dans le ciel en ce mois de mai 2016 en lisant : Le Ciel du mois de mai 2016, de Serge Brunier.

Et pour en savoir plus sur la « planète de fer » et notamment sur la prochaine mission européenne BepiColombo qui sera lancée en 2018, n’hésitez pas à visiter le site dédié de l’Observatoire de Paris :

https://transitmercure.obspm.fr/

 

La rédaction de Science & Vie.

 

Aujourd’hui, lundi 9 mai, à partir de 13h, surviendra un phénomène astronomique rare : le passage de Mercure devant le Soleil. C’est ce qu’on appelle un transit. Un tel événement ne s’était pas produit depuis 2006, et il faut remonter à 2003 pour avoir pu en être témoin sur le territoire français.

A cette occasion, l’Observatoire de Paris nous offre une retransmission en direct de l’événement à découvrir dans la vidéo ci-dessous. L’opportunité de voir la plus petite planète du système solaire passer devant notre étoile :

 

Le live du passage de Mercure- 9 mai 2016 par observatoiredeparis

 

En raison de la couverture nuageuse, l’Observatoire de Paris diffuse en léger différé des images du transit de Mercure vu depuis l’espace :

Transit de Mercure vu par le satellite SOHO (ESA/NASA)

Transit de Mercure vu par le satellite SDO (NASA)

 

Comment observer le transit ?

Le passage sera visible dans son intégralité dans l’est de l’Amérique du Nord, en Amérique du Sud (sauf le Chili), en Europe de l’Ouest et dans le Nord-ouest de l’Afrique.

En France, le phénomène débutera à 13 h 12 min (heure locale française) et se terminera à 20 h 40 min. Certaines villes de France situées très à l’est ne verront pas le phénomène jusqu’au bout, puisque le Soleil se couchera avant que Mercure ne sorte complètement du soleil (cas de Nice et de la Corse).

Certes, ce spectacle est invisible à l’œil nu, d’abord bien sûr parce qu’il ne faut jamais soutenir du regard les feux du Soleil, mais aussi parce que la petite planète est minuscule devant le disque solaire.

Pour observer le transit de Mercure, il faudra donc disposer d’un matériel astronomique, même modeste, et bien sûr, de filtres solaires d’une qualité irréprochable. Le mieux, si l’on est pas soi-même astronome amateur, est de se rapprocher d’un club ou d’un association, qui organisera une observation publique du phénomène.

L’Association Française d’Astronomie propose ainsi une carte des observatoires amateurs ouverts à l’occasion de l’événement.
La Société Astronomique de France, quant à elle, propose deux sites d’observation publiques : la terrasse de l’observatoire de Meudon et l’observatoire de Camille Flammarion à Juvisy.

Retrouvez les informations complètes pour préparer l’observation sur le site de l’Institut de Mécanique Céleste et Calcul des Ephémérides (IMCCE) : http://mercure2016.imcce.fr/

 

Simulation du transit de Mercure :

Simulation : l’aspect réel du passage de Mercure par observatoiredeparis

 

Retrouvez tout ce qu’il faut observer dans le ciel en ce mois de mai 2016 en lisant : Le Ciel du mois de mai 2016, de Serge Brunier.

Et pour en savoir plus sur la « planète de fer » et notamment sur la prochaine mission européenne BepiColombo qui sera lancée en 2018, n’hésitez pas à visiter le site dédié de l’Observatoire de Paris :

https://transitmercure.obspm.fr/

 

En analysant et recoupant les résultats de plusieurs dizaines d’études ethnologiques, psychologiques et sociologiques menées depuis des décennies, des chercheurs du Grand Valley State University (États-Unis) ont posé une hypothèse osée. Celle-ci dit que, face au sport, les femmes et les hommes sont régis par un héritage lié à l’évolution de notre espèce qui les différentie, les hommes étant évolutivement plus motivés et intéressés par cette activité que les femmes.

Une hypothèse qui contredit fortement celle, majoritaire aujourd’hui, d’une « prédétermination » purement sociale et éducationnelle issue de siècles de domination masculine, au niveau politique, social… et scientifique. Voilà un nouveau résultat qui devrait faire débat.

Une étude très large des liens entre sport et femmes

Dans leur étude « multi-transversale » (ici, une version antérieure), la première aussi large, les chercheurs ont parcouru aussi bien l’histoire du sport que sa pratique dans de nombreuses sociétés en ré-analysant et synthétisant les résultats d’études scientifiques préalables (éthologie, sociologie, psychologie, etc.).

Dans sa première partie, l’étude montre la sous-représentation systématique des femmes dans les activités sportives – en moyenne deux fois moindre que les hommes. Cela en termes historiques, puisant dans des études sur les femmes et le sport depuis la Grèce ancienne (sur la base d’écrits et témoignages de l’époque), aussi bien que géographiques, passant en revue les études éthologiques (par exemple sur les peuples indigènes américains) ainsi que des données statistiques de 50 de pays – sur lesquels 37 montrent une sous-représentation féminine dans cette activité.

Le sport masculin favorisé par la sélection naturelle ?

Écartant la possibilité que cette sous-représentation soit due à un manque de temps libre (relativement à celui des hommes) ou à un manque d’opportunités, les chercheurs concluent que le moteur de ce phénomène réside dans une différence de motivation et d’intérêt pour le sport entre hommes et femmes.

La seconde partie de l’étude passe alors en revue plusieurs hypothèses conduisant à ce résultat, depuis celle d’une pression sociale liée à la nature patriarcale de la plupart des sociétés humaines, jusqu’à celle d’un déterminisme évolutionnaire. Considérant que les études sur la première hypothèse sont à ce jour peu probantes, les chercheurs énoncent alors les raisons qui pourraient expliquer que dans la constitution de notre espèce, le sport ait favorisé davantage les hommes que les femmes au point d’inscrire cette différence dans nos gènes (par sélection naturelle).

Les femmes spectatrices, les hommes acteurs ?

Parmi ces raisons, les chercheurs évoquent la possibilité que la répartition des rôles entre, d’une part, les hommes pratiquant le sport, d’autre part les femmes observant les hommes, permettrait aux premiers de se mesurer en termes de dominance (mâles dominants) et aux secondes d’évaluer les qualités physiques (et reproductives) des individus de sexe opposé – le type de phénomènes qu’on retrouve dans de nombreuses sociétés animales.

Que dire de ces hypothèses ? Bien sûr, toute recherche de ce genre apporte des éléments quantitatifs réels à l’étude des différences génétiques entre les genres de l’espèce humaine – et ces différences existent ! Mais il serait illusoire de croire que le résultat des chercheurs vaut preuve que l’évolution a prédéterminé notre rapport au sport : cette synthèse offre seulement une nouvelle perspective venant alimenter un débat complexe, qui depuis des décennies cumule hypothèses et contre-hypothèses… Un débat qui est encore très loin d’être tranché.

La différence des sexes : quelle est la part de l’innée ?

D’autres chercheurs pourraient en effet réfuter l’hypothèse évolutionniste en faveur d’une plus culturelle ou sociale sur la base d’autres méthodologies, comme cela arrive systématiquement dans ce domaine de recherche…

Ce qui compte ici, c’est que cette étude alimente la construction progressive d’un savoir qui à terme dévoilera peut-être quelque vérité sur ce que les différences entre hommes et femmes doivent à la nature, difficiles donc à modifier, ou à la culture, que l’on peut toujours réinventer. Un débat à suivre…

–Román Ikonicoff

 

 > Lire sur ce site :

• Maladies cardiovasculaires : un programme de recherche spécifique aux femmes va être lancé.
• Les femmes sont-elles vraiment plus frileuses que les hommes ?
• Sapiens est-il le seul à enfanter dans la douleur ?

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•  Médicaments : ils soignent mieux les hommes que les femmes – S&V n°1163 – Il y a peu d’études sur les différences entre les hommes et les femmes face à la maladie ou aux phénomènes biologiques… Le XXe siècle a connu des progrès fulgurants dans le domaine de la Santé et de l’allongement de la durée de vie dans les sociétés développées, mais ces progrès ont plus servi les hommes que les femmes. Par exemple, l’on découvre aujourd’hui que les médicaments ne soignent pas aussi bien les femmes que les hommes.

• Le cerveau a-t-il un sexe ? – S&V n°977 – 1999 – Ce n’est que récemment que la recherche biologique et médicale est sortie du paradigme implicite selon lequel tous les êtres humains sont à l’image de l’homme, pour prendre en considération la possibilité que l’on doive distinguer l’homme de la femme à tous les niveaux, même celui cognitif.

 

 

Alors que la particule X n’a pas encore fini de prendre corps dans le creuset du LHC, l’accélérateur de particules du Cern, près de Genève, les théoriciens sont déjà à la manœuvre pour tenter de décrypter le signal qu’elle nous adresse en provenance de l’infiniment petit. Dans notre dossier de Science & Vie daté mai (en kiosque du 20 avril au 25 mai, n°1184), nous présentions les différentes spéculations sur lesquelles ils travaillent depuis le 15 décembre, jour où l’étrange signal a été rendu public.

Aujourd’hui, nous donnons la parole à Abdelhak Djouadi, au Laboratoire de physique théorique d’Orsay. Ses articles scientifiques les plus récents explorent la possibilité que la particule X soit l’expression d’une nouvelle symétrie fondamentale baptisée : supersymétrie.

 

 

Science & Vie : Qu’est-ce que la supersymétrie ?

Abdelhak Djouadi : La supersymétrie postule qu’à chaque particule de matière (quarks, électrons, neutrinos…) correspondrait une particule de force encore à découvrir. De même, chaque particule de force (photon, gluons, graviton…) possèderait un alter ego sous la forme d’une particule de matière inconnue. Aux quarks correspondraient des squarks, aux gluons les gluinos ou encore au graviton un gravitino… Proposée dès les années 70, cette hypothèse vise à résoudre un problème intrinsèque au modèle standard, appelé problème de la « hiérarchie » : dans les équations, la masse du boson de Higgs – la particule responsable de la masse de toutes les autres particules – croit démesurément avec l’énergie, ce qui est une absurdité. Or, l’ajout des partenaires supersymétriques, via des termes mathématiques additionnels dans les équations, annule cet effet de manière particulièrement élégante.

 

Science & Vie : Quelle est le lien entre la particule X et la supersymétrie ?

Abdelhak Djouadi : Le modèle supersymétrique dit « minimal » prévoit l’existence non pas d’un unique boson de Higgs, mais de cinq. Celui du modèle standard, le plus léger, h, détecté en 2012, auquel s’ajouteraient deux Higgs neutres plus massifs, H et A, et deux Higgs chargés, H⁺ et H^–. Or, tel que je le montre dans un article publié en décembre, H ou A pourraient très bien correspondre au signal observé par les détecteurs ATLAS et CMS du LHC, au Cern. La particule X pourrait ainsi être l’expression de la supersymétrie.

 

Science & Vie : Pour autant, la supersymétrie seule ne suffit pas à rendre compte des données ?

Abdelhak Djouadi : En effet, pour ce faire, en plus des partenaires supersymétriques des particules du modèle standard, il semble qu’il faille postuler l’existence de nouvelles particules de matière. Dans le rôle d’intermédiaires de la réaction, elles sont pourraient être indispensables pour expliquer les taux très élevés de création et de désintégration de cette particule en deux photons. J’ai ainsi proposé un tel scénario capable de rendre compte du signal observé, tout en satisfaisant aux nombreuses contraintes expérimentales et théoriques existantes.

 

Science & Vie : Si ce scénario s’avère le bon, quelles sont ses implications ?

Abdelhak Djouadi : Tel que je le montre dans un deuxième article, les partenaires supersymétriques des particules additionnelles pourraient très bien constituer la matière noire de l’univers. Selon les astrophysiciens, cette matière de nature inconnue, qui compterait pour 85 % du contenu en matière de l’univers, est indispensable pour expliquer la structuration du cosmos à toutes les échelles. Ainsi, la découverte du X aurait non seulement des implications en physique des particules qui nécessiteront deux générations de physiciens pour être décortiquées. Mais également en cosmologie et en astrophysique. Les perspectives sont gigantesques.

 

Propos recueillis par Matthieu Grousson.

 

 

Mathieu Grousson est un journaliste collaborateur de Science & Vie spécialiste de la physique fondamentale. Suivez son blog “Particule X” :

> En savoir plus :

• L’Univers n’est pas ce que l’on croit – Au sommaire de Science&Vie n°1184
• Acheter en ligne S&V n°1184

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• Une nouvelle physique va naître — S&V n°1152 (2013) – acheter ce numéro. La découverte du boson de Higgs au LHC a ouvert plus d’interrogations qu’elle n’a apporté de réponses.

• La matière va enfin parler — S&V n°1129 (2011). Moment clou : tout le monde a les yeux rivés sur le LHC, qui confirmera enfin l’existence du boson de Higgs, des décennies après sa théorisation.

• LHC, l’accélérateur de l’extrême — S&V n°1013 (2002). L’impatience règne chez les physiciens : en cours de construction à cheval entre la France et la Suisse, le grand collisionneur de hadrons est le plus grand outil scientifique jamais réalisé, qui repoussera les frontières de la physique.

Pour la première fois, et par hasard, des chercheurs ont détecté dans le cerveau de lézards endormis des ondes qui rappellent fortement le cycle du sommeil des mammifères et des oiseaux : le sommeil paradoxal et les ondes lentes. De là à en conclure que même les reptiles rêvent, il n’y a qu’un pas !

Car le sommeil paradoxal, où les yeux effectuent des mouvements rapides (d’où son nom anglais : REM, pour Rapid eye movement), est considéré par les neurologues comme la phase du sommeil la plus profonde, où se déroulent les rêves.

Or, si présence de cette phase rêveuse est avérée chez les mammifères dont nous sommes et les oiseaux, les recherches sur les reptiles ne donnaient pas de résultat concluant jusqu’à présent. Alors que tous les animaux dorment, on estimait que les rêves étaient la prérogative de quelques heureux animaux à poils ou à plumes !

Les mouvements saccadés des yeux des lézards, typiques du sommeil paradoxal, ont mis la puce à l’oreille aux chercheurs

Jusqu’à ce que l’équipe de Gilles Laurent, à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau (Francfort, Allemagne), ne remarque les mouvements saccadés des yeux fermés de certains lézards endormis. Au moment de l’observation, les chercheurs étudiaient des exemplaires de Pogona vitticeps (ou agame barbu) pour toute autre raison : en savoir plus sur la manière dont leur cerveau traite l’information visuelle lorsqu’ils chassent une proie — le plus souvent, des criquets, lorsque ces lézards sont élevés en terrarium comme animaux de compagnie.

Les neurobiologistes ont alors voulu en avoir le cœur net et ont approfondi leurs analyses du sommeil chez ce reptile. Après leur avoir implanté des électrodes dans le cerveau, ils ont analysé les ondes produites par l’activité électrique de celui-ci pendant leur sommeil, en même temps que les animaux étaient filmés par caméra infrarouge afin de détecter le mouvement de leurs yeux. Un aperçu est donné dans la vidéo ci-dessous (en anglais).

Leur cycle du sommeil dure 60 à 90 secondes

Les résultats, détaillés dans la revue Science, semblent indiquer que ces reptiles rêvent bel et bien ! Deux phases composent leur sommeil : la phase à ondes lentes, et la phase paradoxale, dont on pensait qu’elles étaient toutes deux réservées aux oiseaux et aux mammifères. Au cours des 6 à 10 heures de sommeil des agames, leur cerveau oscille entre ces deux phases toutes les 60 à 90 secondes ! Pour comparaison, dans notre espèce le cycle du sommeil dure 60 à 90 minutes.

Et de la même manière que chez les mammifères, cette oscillation observée dans le cortex est rythmée par l’activité d’une autre région : l’hippocampe chez les mammifères, le sillon ventriculaire dorsal chez les lézards.

D’après les chercheurs, cette étonnante similarité du sommeil reptilien avec celui des mammifères et des oiseaux serait le signe que ces phases du sommeil où l’on rêve étaient présentes chez les ancêtres communs de ces trois classes de vertébrés. À savoir, les amniotes, ayant vécu il y a 320 millions d’années !

Pour trancher, il faudra étendre ces études à d’autres familles de reptiles (ex. les tortues) et éventuellement aux amphibiens, qui ne descendent pas des amniotes. Mais déjà, les données existantes portent à croire que le sommeil paradoxal et les ondes lentes revêtent une fonction importante chez les animaux. Le plus probable, selon les experts, est qu’elles joueraient un rôle dans la consolidation de la mémoire.

—Fiorenza Gracci

 

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• À quoi nous sert-il de rêver ?
• On sait enfin à quoi servent les mouvements des yeux durant les rêves
• Décoder le contenu des rêves via IRM

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• La science des cauchemars : d’où ils viennent et ce qu’ils disent de nous — S&V n°1162 (2014) – l’acheter. Le cortex préfrontal intervient aussi dans la régulation des émotions au cours des cauchemars.

• Sommeil et rêves – 100 réponses de science — S&V Questions-Réponses n°17

 

Depuis le 15 décembre, le suspense est intenable : les expériences ATLAS et CMS, en cours au LHC, l’accélérateur géant de particules du Cern, ont-elles enregistré les premières traces d’une particule inconnue, ou bien la petite « anomalie » présente dans les données n’est-elle qu’une simple fluctuation due au hasard ? La planète physique entière croise les doigts pour que la première option soit la bonne – et nous aussi (voir notre dossier de Science & Vie daté mai, en kiosque du 20 avril au 25 mai, n° 1184) ! Mais est-ce bien raisonnable…

D’autres annonces se sont déjà dégonflées

Car à y bien regarder, l’histoire récente regorge de signaux dans lesquels les physiciens ont cru lire l’annonce d’une révolution en puissance. Avant que ceux-là ne s’évanouissent sans laisser la moindre trace, si ce n’est parfois celle d’un goût fichtrement amer. En la matière, la palme revient sans nul doute à l’expérience OPERA qui, en 2011, annonçait avoir observé des neutrinos se déplaçant plus vite que la lumière (voir Science & Vie n°1130, novembre 2011). De quoi jeter au rebut un siècle de physique sans autre forme de procès ! Las, quelques mois plus tard, les expérimentateurs se rendent compte que les 60 nanosecondes d’avance de leurs particules ne sont qu’un artefact dû à un câble mal positionné…

Même coup dur début 2014 pour les physiciens de l’expérience Bicep2. D’après leur analyse, ils seraient parvenus à détecter les ondes gravitationnelles émises par l’Univers au moment de sa formation (voir Science & Vie n°1160, mai 2014). Le prix Nobel semble dans la poche… jusqu’à ce que le cliché présenté comme l’acte de naissance du Cosmos ne s’avère être qu’un instantané de la poussière contenue dans notre galaxie.

Certes, en ce qui concerne le signal détecté par ATLAS et CMS, il semble impossible que ces deux expériences aient commis la même faute expérimentale. Par ailleurs, selon la totalité des spécialistes, la probabilité d’une erreur d’analyse apparaît également exclue.

Les physiciens veulent réduire l’incertitude à 1 sur 3 millions

Pourquoi est-il alors trop tôt pour conclure ? Parce qu’à ce stade, le rapport signal sur bruit est jugé trop faible pour forger une certitude. Précisément, dans le cas d’ATLAS, il y a 1 risque sur 10 000 que ce qui a été observé ne soit qu’une fluctuation due au hasard. Et 1 sur quelques milliers, dans le cas de CMS. Or, les physiciens ne proclameront l’existence d’une nouvelle ère de l’exploration de l’infiniment petit que lorsque ces deux chiffres auront été ramenés à 1 sur 3 millions.

Prévention excessive ? Bien au contraire. Certes, de même que l’on a peu de chance de gagner au loto, la probabilité d’une fluctuation est ici numériquement déjà très faible. Mais de la même manière que chaque semaine le loto enregistre un gagnant, les milliers de canaux de désintégration que les spécialiste du LHC scrutent en même temps multiplient les possibilités d’une fluctuation des données pourtant individuellement très improbable.

La preuve ? En 1996, l’expérience CDF, au Fermilab, aux Etats-Unis, enregistrait un signal compatible avec l’existence d’une nouvelle particule. Bien que statistiquement plus convainquant que celui d’ATLAS et CMS aujourd’hui, il a fini par disparaître. Et le cas est loin d’être isolé. La même année, l’expérience ALEPH, au Cern, connaissait exactement la même situation. En 2004, c’est au tour des physiciens de la collaboration H1, auprès de l’accélérateur HERA, en Allemagne, de détecter une particule composée de 5 quarks… avant que celle-ci ne s’avère être qu’une illusion. Et rebelote pour CDF en 2011, dont les données laissaient croire à la découverte du boson de Higgs… là où il n’y a rien.

Un psychodrame s’est déjà joué au Cern en 2000

Les facéties du hasard ont même été à l’origine d’un véritable psychodrame survenu au Cern en 2000. Alors que le LEP, l’accélérateur auquel a succédé le LHC, n’a plus que quelques mois à vivre, l’expérience ALEPH rend public un signal relativement fort, compatible avec un boson de Higgs d’une masse de 115 GeV. Alors que les données des trois autres expériences en cours auprès du LEP, DELPHI, L3 et OPAL ne permettent pas d’exclure cette possibilité, un sursis d’un mois est accordé à l’accélérateur pour une prise de données supplémentaire. Conclusion : la signifiance statistique du signal issu de la composition des données des quatre expériences, quoique peu significative, est en hausse ! Pourtant, le 17 novembre 2000, le Comité du Conseil du Cern rejette la requête des expérimentateurs de prolonger d’une année leurs expériences : il est temps d’arrêter le LEP afin que la construction du LHC puisse commencer. Une décision que de nombreux physiciens gardent en travers de la gorge jusqu’à la découverte du Higgs, en 2012, à une masse de 125 GeV… hors de portée du LEP, dont les détecteurs, une décennie plus tôt, n’avaient finalement enregistré que le « murmure du vent ».

La même pièce est-elle actuellement en train de se rejouer au LHC avec la particule X ? Si tel est le cas, alors que jamais deux détecteurs n’ont enregistré un signal aussi fort simultanément, les physiciens eux-mêmes jugent que la fluctuation qui les aura alors tenus en haleine pendant 6 mois aura été la plus « diabolique » de ces 30 dernières années. Mais jusqu’à ce que suffisamment de données soient disponibles, d’ici la fin de l’été au plus tard, tout est encore possible. Y compris que le feu d’artifice annoncé le 15 décembre se transforme en pétard mouillé…

— Mathieu Grousson

 

Mathieu Grousson est un journaliste collaborateur de Science & Vie spécialiste de la physique fondamentale. Suivez son blog “Particule X” :

 

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• L’Univers n’est pas ce que l’on croit – Au sommaire de Science&Vie n°1184
• Acheter en ligne S&V n°1184

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Trois nouvelles planètes viennent d’être découvertes par les astronomes à l’observatoire européen de La Silla, au Chili. Et quelles planètes ! D’un diamètre presque rigoureusement égal à celui de la Terre, elles sont probablement telluriques, c’est à dire rocheuses, comme Mercure, Vénus, la Terre et Mars dans notre système solaire. Mieux, elles sont distantes de seulement 40 années-lumière – près de quatre cent mille milliards de kilomètres – ce qui les rend relativement accessibles à l’observation télescopique.
Ces planètes, TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c et TRAPPIST-1d sont elles « habitables », ou habitées, comme se sont empressés de s’interroger leurs découvreurs et, avec eux, les journalistes du monde entier, assurant ainsi le succès médiatique de cette belle découverte ? Nous le saurons sans doute dans quelques années, lorsque ces astres auront été scrutés en détail par les plus puissants télescopes du monde…
En attendant, faisons le tour du propriétaire : l’étoile 2MASS J23062928-0502285, rebaptisée TRAPPIST-1 par l’équipe internationale de Michaël Gillon, Emmanuel Jehin, Susan Lededer, Laetitia Delrez, Julien de Wit et leurs collaborateurs, du nom du télescope belge qui a permis la découverte (Transiting Planets and PlanetesIsmals Small Telescope), se trouve dans la constellation du Verseau.
C’est un astre très particulier, une étoile naine rouge, minuscule, très froide et pâle : TRAPPIST-1 est douze fois moins massive, dix fois plus petite que le Soleil et elle brille deux mille fois moins que lui…
Et les trois planètes, alors, elles ressemblent à la nôtre ? Commençons par souligner qu’elles n’ont pas vraiment été vues par l’équipe de TRAPPIST… Ce que l’équipe de Michaël Gillon a observé, c’est la baisse de luminosité de l’étoile lorsque ces corps passent devant elle et l’éclipsent partiellement. De la durée de ces transits, de la baisse de luminosité de l’étoile, les astronomes ont tiré des informations sur les trois planètes : elles sont, à quelques centaines de kilomètres près, de la même taille que Vénus et la Terre ! TRAPPIST-1b tourne en un jour et demi, à 1,6 million de kilomètres de l’étoile, TRAPPIST-1c en 2,4 jours à 2,3 millions de kilomètres. Rien ou presque, n’est encore connu de TRAPPIST-1d, laissons la de côté en attendant que les astronomes confirment son existence et précisent ses caractéristiques.
Revenons à nos deux planètes « terrestres » : leur année dure donc respectivement 1,5 et 2,4 jours. Leur proximité à leur étoile provoque un phénomène bien connu dans le système solaire : les effets de marée gravitationnelle de l’étoile très proche ont probablement « bloqué » la rotation de ces planètes, dont la rotation égale la révolution : en clair, elles tournent perpétuellement la même face à leur étoile. D’un côté, il fait chaud et jour, de l’autre, il fait nuit et froid.
Côté jour, il doit faire très, très chaud : TRAPPIST-1b reçoit quatre fois plus de chaleur de l’étoile que la Terre n’en reçoit du Soleil, TRAPPIST-1c, deux fois plus…

Ces conditions, disons, très « exotiques » n’empêchent pas les découvreurs de ces planètes de s’interroger sur leur habitabilité… Une fournaise côté jour, un froid sidéral côté nuit, quid du terminateur, c’est à dire la région se trouvant au crépuscule et à l’aube éternels de ces planètes ? Quelle température baigne ces régions étroites ? Y a t-il là de l’eau ? Et dans ces hypothétiques flots des bactéries, des poissons, des mosasaures extraterrestres ? Pourquoi pas ! L’intérêt de ces planètes « terrestres », notent les chercheurs, c’est leur proximité : à 40 années-lumière, elles seront observables avec la future génération de télescopes, le JWST dans l’espace, les télescopes géants sur Terre. Ces engins géants nous montreront-ils ces nouveaux mondes sur des photographies ?
Non. Si elles sont relativement proches de nous, ces exoplanètes sont aussi terriblement proches de leur étoile. Le calcul montre qu’elles se situent à moins de 0,001 seconde d’arc de leur étoile. Pour fixer les idées, la résolution du JWST approchera… 0,1 seconde d’arc. TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c et TRAPPIST-1d ne seront pas observables directement au télescope avant longtemps… En revanche, les astronomes pourront bientôt, avec le JWST dans l’espace ou le Very Large Telescope sur Terre, puis son successeur, le E-ELT et son miroir de 39 mètres de diamètre, détecter, si ils en sont pourvus, les atmosphères de ces astres, leur température, leurs composants chimiques. Dans leur article, les chercheurs évoquent la possibilité que d’éventuels biomarqueurs de TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c et TRAPPIST-1d soient détectables au télescope… On l’a vu, les conditions physiques qui règnent à la surface de ces mondes sont assez éloignées des conditions de vie terrestre. Mais qui sait dans quelles conditions la vie pourrait croître et embellir ailleurs ? Au début du XX e siècle, lorsque les planètes du système solaire étaient mal connues, les astronomes cherchaient, et souvent croyaient trouver, des traces de vie partout : sur la Lune, sur Mercure, sur Vénus, sur Mars, sur Jupiter, sur Saturne, alors pourquoi pas sur TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c et TRAPPIST-1d ?
Serge Brunier

Nez irrité, yeux qui pleurent, éternuements, toux… les symptômes sont connus. Le coupable aussi : le pollen. Au moment de la reproduction des plantes à fleurs, il est produit sous la forme d’une fine poussière par les étamines mâles. C’est l’équivalent végétal des spermatozoïdes.

Transportés par le vent ou les insectes, les grains de pollen vont féconder le pistil des fleurs femelles entre janvier et octobre, avec un pic de mars à juin. Mais tous les pollens ne sont pas allergisants. Seule une quinzaine de familles partagent ce “privilège”, depuis les bétulacées (bouleau, noisetier) et les oléacées (frêne, troène), jusqu’aux fagacées (chêne, platane), en passant par les cupressacées (cyprès, thuyas, cèdre) et les poacées (graminées fourragères).

Le pollen est allergénique chez un Français sur 3

Leurs fleurs dissipent en forte concentration dans l’air (40 particules par mètre cube), des flopées de grains de 20 à 60 micromètres de diamètre. Ceux-ci produisent des allergènes qui, chez 30 % des Français, provoquent une réaction du système immunitaire. Il fabrique des anticorps IgE (immunoglobulines de type E) dirigés contre ces substances étrangères. C’est ce qu’on appelle la “voie allergique”.

Les sujets non allergiques, eux, produisent des anticorps IgG qui sont éliminés par le système immunitaire après avoir interagi avec le pollen. Quant aux IgE, ils se fixent aux mastocytes, des cellules granuleuses, qui vont libérer diverses substances (histamine, leucotriènes…) responsables des symptômes allergiques.

À cela s’ajoute un fort paramètre héréditaire, dicté par la génétique : un enfant présente 50 à 80 % plus de risques d’être allergique si l’un de ses parents ou les deux le sont.

—J.C. et K.B.

D’après S&V Questions-Réponses n°15

 

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• Allergies : vers un fléau du XXIe siècle ? – S&V n°1076 (2007). Les polluants et particules fines, les additifs alimentaires, les produits chimiques… et paradoxalement notre tendance à tout aseptiser (en particulier autour des bébés et enfants) rendent les humains de plus en plus sujets à l’allergie. Un fléau annoncé…