Redondance et écrasements d’avions

Je considère que le chiffre 5 correspond au niveau de redondance optimal d’un système dont une panne pourrait entrainer des conséquences fâcheuses, pourvu que la réparation des unités défaillantes puisse être effectuée. Dédions deux unités simultanément fonctionnelles pour se contre-vérifier, une troisième unité pour la redondance à chaud, une quatrième unité en maintenance ou en réparation et une cinquième unité qu’on laisse en stock. L’unité en réparation va rejoindre l’unité en stock lorsqu’elle est réparée ou ajustée.

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Évidemment, on peut étirer ce chiffre pour rajouter de la sécurité, mais de manière générale, ce type de quintuple système permet un niveau de fiabilité du système de 99,9999 %.

De fait, en cas de divergence importante entre les deux systèmes en fonction, le troisième vient trancher le litige en comparant sa lecture aux deux autres et en désactivant celui qui obtient la plus grande marge d’erreur. Cette unité s’en va se faire réparer tandis que l’une des unités en stock prend la place de l’unité de remplacement à chaud qui a permis de détecter laquelle des deux unités de base était défaillante. Et il reste toujours une unité en stock advenant le bris d’une autre unité.

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Même avec deux unités en réparation, il reste toujours l’unité de remplacement à chaud pour subvenir à une défaillance.

Et s’il n’en reste que 2, ils peuvent encore se contre-vérifier pourvu qu’un diagnostic puisse être effectué pour trouver quelle unité entre les deux aurait éventuellement un comportement anormal.

Et s’il ne reste qu’une seule unité, le système est encore opérationnel jusqu’à la panne de cette dernière.

En considérant que les unités peuvent être réparées, il est virtuellement impossible qu’elles flanchent toutes avant que l’une d’entre elles ne soit remise en fonction.

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Mais il existe des cas de figure où cette possibilité pourrait survenir, par exemple lors d’un sursaut gamma de forte amplitude ou simplement une éjection solaire très violente de particules alpha.

Certaines étoiles, certains trous noirs, étoiles à neutrons ou cœurs de galaxies peuvent émettre un rayonnement gamma de puissance extrême. Si ce rayon est dirigé vers nous, il peut griller n’importe quel appareil électronique alimenté ou non.

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On connait peu de ripostes pour contrer les bouffées d’énergie gamma très pénétrantes. Une cloison en plomb, un épais mur d’eau peuvent faire l’affaire, mais l’énorme poids de ces systèmes les disqualifie. On préfère alors se fier à la chance et rester vulnérable en espérant que rien de tel ne surviendra.

Les Boeing 737 MAX 8 qui se sont écrasés n’avaient pas de troisième capteur pour trancher un litige entre les deux situés au bout des ailes. On connait les conséquences désastreuses de ce design à rabais. Pire, les deux capteurs ne se contre-vérifient pas. Un seul capteur défectueux peut entrainer la chute de l’avion.

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Je me demande comment se sent aujourd’hui l’individu qui a pris la décision d’opter pour ce système alors que forcément d’autres ingénieurs devaient le supplier d’ajouter de la contre-vérification et de la redondance.

S’il a empoché son boni, sa conscience est peut-être sauve. N’a-t-il pas été récompensé pour avoir fait économiser de l’argent à la compagnie ? Une récompense, ça ne peut pas signifier une mauvaise chose !

Cher individu corrompu, tu peux dormir sur tes deux oreilles, mais de grâce, ne te réveille plus !

Savoirs anciens, 60

Dans ma série d’articles sur les savoirs anciens, je me permets une brève incursion du côté arithmétique pour parler du nombre 60. Cela peut paraitre étonnant que ce nombre soit si présent dans notre quotidien, et ce depuis des temps immémoriaux.

La valeur 60 a envahi la vie d’homo sapiens dans un passé lointain. Attestée chez les Sumériens voilà plus de 5000 ans, les Babyloniens l’ont ensuite adoptée. On le retrouve plus tard dans les calendriers hindou et chinois. Par la suite, les Grecs, les Indiens, les Arabes, les Égyptiens et les Européens ont tous adopté cette base de calcul pour mesurer le temps et les angles.

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Un cercle est divisé en 360 degrés (6 x 60), chaque degré en 60 minutes et chaque minute en 60 secondes. Une journée est divisée en 24 heures (4 x 6), chaque heure en 60 minutes et chaque minute en 60 secondes.

On voit que la base 60 n’était pas globalement utilisée comme notre base 10 actuelle. 24 (heures) ne divise pas 60, mais cela s’explique. On doit en fait considérer la base 60 comme étant la multiplication de deux bases. D’une part, les facteurs 5 et 12 donnent 60, de même que les valeurs 6 et 10. Ces deux multiplications correspondent à deux moyens de facilement compter jusqu’à 60 à l’aide de nos deux mains.

Oui, nos ancêtres apprenaient à compter sur leurs doigts jusqu’à 60 et pas seulement jusqu’à 10 comme nous ! Comme quoi l’avancement des connaissances se permet parfois de reculer. Certains peuples actuels continuent toujours de compter de la sorte, reliquat d’une culture multimillénaire. La plus utilisée est la technique des phalanges. Excluant le pouce qui sert de marqueur, les 4 autres doigts d’une même main contiennent 3 phalanges chacune pour un total de 12. Le bout du pouce désigne à la suite les 3 phalanges de l’auriculaire, de l’annulaire, du majeur et de l’index pour un compte de 12. La deuxième main lève alors 1 doigt pour désigner qu’on a atteint 1 fois ce compte. En recommençant ce processus jusqu’à ce que les 5 doigts de la seconde main soient tous levés, on a atteint le compte de 60. On a donc 60 en ayant multiplié 5 fois le nombre 12.

Toujours pour compter 60 à l’aide de deux mains, il existe une deuxième technique qui multiplie 10 fois le chiffre 6. La main droite compte en levant 1 doigt à la fois. Une fois les 5 doigts levés, on lève 1 doigt de la main gauche pour un total de 6 levés de doigts. Lorsque la main gauche est pleine, on a atteint le compte de 30. En inversant le rôle des deux mains et en recommençant le processus précédent, on parvient à obtenir la valeur 60.

Diviser la demi-journée en 12 heures, celles pouvant s’afficher sur un cadran solaire, ne constituait donc pas un choix aléatoire. Les anciens ont donc obtenu une journée complète totalisant 24 heures. Une fois l’heure définie, ils l’ont subdivisé en 60 minutes et chaque minute en 60 secondes.

Les 360 degrés d’un cercle peuvent paraitre plus mystérieux. On n’obtient pas des quadrants de 60 degrés mais 90. Diviser un cercle en 6 portions de 60 degrés peut paraitre géométriquement illogique. Et pourtant, une raison précise pourrait se terrer sous cette étrange division. J’en réfère à mon article sur un autre savoir ancien où j’inscris un hexagone dans un cercle. En reliant le centre du cercle à chaque sommet de l’hexagone, on obtient bien 6 angles de 60 degrés. Et pourquoi choisir d’inscrire un hexagone plutôt que toute autre figure géométrique ? Parce que chacun de ses côtés mesure précisément la valeur du rayon du cercle. Ainsi, l’hexagone et le cercle ont une relation intime qui pouvait s’avérer très utile. Ainsi, subdiviser un cercle en 6 portions de 60 degrés parait bien plus sensé qu’à priori. En reprenant pour le degré la subdivision temporelle des 60 minutes et 60 secondes, on obtient la précision des angles désirée.

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Et voilà comment la base sexagésimale a marqué nos mesures, celle du temps qui passe ainsi que celle des subdivisions d’un cercle. Notez qu’un mouvement cyclique comme celui d’un bœuf qui tourne autour d’un axe relie les notions de temps et de géométrie. Il est donc normal de retrouver les minutes et les secondes dans les deux notions.

Dernier point non négligeable, les six premiers chiffres divisent 60 et il en possède six autres pour un total de douze facteurs (1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60). Il est donc possible de subdiviser 60 en parts égales de douze façons différentes. Dans un monde où on comptait des valeurs entières, têtes de bétail, œufs, baies, lapins, perdrix, etc., compter par groupes de 60 unités pour ensuite les subdiviser également parmi la communauté constituait un atout de taille.

En définitive, la base sexagésimale (60) ne doit rien aux hasards, mais bien à des considérations pratiques compréhensibles pour chacun des habitants des temps anciens. La valeur 60 désignait peut-être aussi un grand nombre au-delà duquel on devenait riche, l’ancêtre de notre million ou notre milliard. L’humain n’avait pas encore transformé ses avoirs en papier-monnaie qu’il pourrait accumuler sans limites. 60 chèvres l’occupaient suffisamment pour qu’il n’espère pas en posséder bien plus, une façon naturelle d’éviter les abus des systèmes économiques. Oui, lorsqu’on doit travailler fort pour conserver son dû, on manque de temps pour en rajouter. Pourrait-on se servir de cette leçon de l’histoire pour revoir le prochain système économique lorsque l’actuel collapsera ? La base 60 reprendra peut-être du service au-delà de la mesure du temps et des angles.

Dernières nouvelles du Higgs

Le prochain paragraphe testera votre capacité à résister aux coups sur la tête.

Le réputé boson de Higgs est une particule qui, comme tous les bosons, véhicule une force, obéit à la loi de Bose-Einstein et désobéit à celle de l’exclusion de Fermi. Son spin est un nombre entier, et permet aux trois bosons de jauge W± et Z0 d’acquérir une masse par brisure de symétrie.

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Bon, là, êtes-vous bien assommés? Pas grave! Avant de parler des dernières nouvelles concernant cette damnée particule (goddamn particle, pas God particle), revoyons lentement quelques notions entourant cette pierre angulaire de notre théorie standard des particules.

Retour sur quelques principes

La matière, désignée sous le terme fermions, ne peut pas occuper des états quantiques identiques, c’est le principe d’exclusion de Fermi qui fait en sorte que les électrons, heureusement, ne se percutent pas.

Vous trouverez un petit résumé des particules élémentaires dans cet article.

En revanche, les bosons qu’on ne considère pas comme de la matière, mais comme des vecteurs de forces se foutent éperdument d’avoir des sosies. Ainsi, ils s’amusent parfois à tous se ressembler et se rassembler, ce qui permet d’obtenir une lumière cohérente (les lasers), de la superfluidité, de la superconductivité, ainsi que des champs comme les champs électriques, magnétiques et de Higgs.

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Les bosons ont un spin obligatoirement entier valant 0, 1 ou 2. Le boson de Higgs possède un spin de zéro, faisant du champ de Higgs un champ scalaire, c’est-à-dire sans orientation ni direction.

Champ scalaire, vous dites? Ça se mange des scalaires?

On a tous vu un champ magnétique grâce à une barre aimantée, une vitre et de la limaille de fer. La forme caractéristique des lignes du champ magnétique montre que celui-ci possède une orientation et une direction, c’est un champ vectoriel.

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En revanche, la température dans une pièce est un champ scalaire semblable au champ de Higgs. À chaque point de la pièce, on peut mesurer une température comme on peut mesurer le champ de Higgs à chaque point d’un espace défini.

Désintégration

Le boson de Higgs est une particule évanescente. Elle se désintègre quasi instantanément pour former des fermions, plus particulièrement deux quarks bottom (b), dans 60 % des cas.

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Cette désintégration est si rapide que le boson de Higgs n’a jamais été lui-même aperçu. Au mieux, on avait entrevu les sous-produits de la désintégration des sous-produits de la désintégration du Higgs. La nouveauté est d’avoir pu directement voir les sous-produits immédiats qui viennent d’être confirmés par le CERN, six ans après la découverte du dernier boson à composer la théorie dite du modèle standard.

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Cette nouvelle était attendue et n’apporte aucune surprise aux physiciens théoriques. Si leur théorie s’en voit renforcée, en revanche, elle n’entrouvre aucune brèche qui leur permettrait de pousser la physique des particules un peu plus loin. Le modèle standard tient bien la route alors qu’on sait pertinemment qu’il sera pris en défaut un jour ou l’autre. Il faudra donc chercher la faille ailleurs.

 

Ce boson n’a pas dit son dernier mot

La question fondamentale qui taraude les physiciens à propos du boson de Higgs et du champ de Higgs est de savoir pourquoi chaque particule élémentaire du modèle standard acquiert une masse distincte, voire aucune masse comme dans le cas du photon.

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Pourquoi chaque particule réagit-elle différemment au champ de Higgs uniforme? Comment se joue cette interaction entre ce champ scalaire et les particules, cette affinité qu’on appelle le couplage, qui fait qu’elles obtiennent chacune une masse distincte et précise?

Certains pensent trouver la réponse dans la théorie de la supersymétrie (SuSy) qui permet l’existence de plusieurs bosons de spin 0 et donc des possibilités multiples de couplage. Ce n’est pas le premier exemple où la supersymétrie sauverait la logique comportementale de la physique. Malheureusement, aucune particule prévue par la supersymétrie n’a encore été détectée malgré des efforts immenses en ce sens, laissant fortement douter de son existence ailleurs que dans la tête des physiciens théoriciens.