Theorie des supercordes


Theorie des supercordes

Théorie des supercordes

La théorie des supercordes est une tentative d'expliquer toutes les particules et forces fondamentales de la nature, en les modélisant comme les vibrations de minuscules cordes supersymétriques. Elle est considérée comme la plus prometteuse des théories pour une gravité quantique, même si elle souffre des mêmes défauts que la théorie des cordes (impossibilité actuelle de réaliser la moindre expérience de vérification).

Actuellement, le problème le plus fondamental en physique théorique est la grande unification, ou, autrement dit, l'harmonisation de la théorie de la relativité générale, qui décrit la gravité, et s'applique bien aux grandes structures (étoiles, planètes, galaxies), et de la mécanique quantique qui décrit les trois autres forces fondamentales connues : électromagnétique (EM), l'interaction faible (W) et forte (S).

La physique des particules élémentaires modélise celles-ci comme des points dans l'espace et les fait interagir à distance nulle, ce qui amène à des résultats de valeurs infinies. Les physiciens ont développé des techniques mathématiques, dites de renormalisation, pour éliminer ces infinis, qui fonctionnent pour les forces électromagnétiques, nucléaire forte et nucléaire faible, mais pas pour la gravité : à distance nulle la théorie de la gravité d'Einstein ne fonctionne pas.

L'idée de départ est que les constituants fondamentaux de la réalité seraient des cordes d'une longueur de l'ordre de la longueur de Planck (approx. 10-33 cm), qui vibreraient à des fréquences de résonance. Par exemple, cette théorie prédit que le graviton (la particule candidate pour la gravité quantique, qui transmettrait la force de gravitation) serait une corde ayant une amplitude d'onde de zéro. Comme en physique quantique, elle aurait un spin de 2 et une masse nulle.

Une autre conclusion importante est qu'il n'y a pas de différence mesurable entre des cordes qui s'enroulent autour d'une dimension et celles qui se déplacent dans les dimensions (i.e., les effets dans une dimension de taille R sont les mêmes que dans une dimension de taille 1/R).

Sommaire

Le nombre de dimensions

Sous notre observation notre espace physique n'a que quatre grandes dimensions, et toute théorie physique doit en tenir compte. Mais rien n'empêche d'avoir plus de 4 dimensions. La théorie des cordes requiert pour sa cohérence 10, 11 ou 26 dimensions. Le conflit entre l'observation et la théorie est résolu en modélisant des dimensions compactes.

Nous avons du mal à visualiser des dimensions supplémentaires car nous ne pouvons nous déplacer que dans trois dimensions spatiales. Et même alors nous ne voyons qu'en 2+1 dimensions ; la vision en 3 dimensions permettrait de voir toutes les faces d'un objet en même temps. Une façon de dépasser cette limitation n'est pas d'essayer de visualiser les autres dimensions mais de ne les penser que comme des variables de plus dans les équations qui décrivent le fonctionnement de l'univers. Cela pose la question de savoir si ces « variables en plus Â» peuvent être étudiées par l'expérimentation directe (qui doit montrer aux scientifiques humains, en fin de compte, des différences de résultats entre 1, 2 ou 2+1 dimensions).

La théorie des supercordes n'est pas la première à proposer des dimensions spatiales supplémentaires (voir la théorie de Kaluza-Klein). Les théories des cordes modernes se servent des mathématiques du pliage, des nœuds, de la topologie, qui ont été largement développées après Kaluza et Klein, et qui ont rendu ces théories physiques avec dimensions supplémentaires beaucoup plus utilisées.

Les cinq théories des supercordes

Les physiciens ont découvert cinq théories des supercordes. La théorie M, quant à elle, serait le cadre approprié pour unifier ces cinq formulations en une théorie unique[1], mais à ce jour, il n'existe pas de formulation quantique de la théorie M et seule sa limite classique, la supergravité maximale à 11 dimensions, est connue.

Les théories des cordes
Type Dimensions spatio-temporelles Détails
I 10 Elle fonctionne avec la supersymétrie. Elle est composée de cordes ouvertes et fermées et ne contient pas de tachyon. Elle appartient au groupe de symétrie SO(32).
IIA 10 Elle fonctionne avec la supersymétrie. Elle ne contient que des cordes fermées. Elle ne contient pas de tachyon et les fermions sont dénués de masse. Cette théorie n'est pas chirale.
IIB 10 Elle fonctionne avec la supersymétrie. Elle ne contient que des cordes fermées. Elle ne contient pas de tachyon et les fermions sont dénués de masse. Cette théorie est chirale.
HO 10 Elle fonctionne avec la supersymétrie. Elle ne contient que des cordes fermées. Elle ne contient pas de tachyon et appartient au groupe de symétrie SO(32).
HE 10 Elle fonctionne avec la supersymétrie. Elle ne contient que des cordes fermées. Elle ne contient pas de tachyon et appartient au groupe de symétrie E8 × E8

Voir aussi

Notes

  1. ↑ L'objet fondamental de la théorie M ne serait pas une corde mais plutôt une membrane décrivant une surface d'univers à trois dimensions.

Articles connexes

Liens externes


  • Portail de la physique Portail de la physique
Ce document provient de « Th%C3%A9orie des supercordes ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Theorie des supercordes de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Théorie des supercordes — La théorie des supercordes est une tentative pour expliquer l existence de toutes les particules et forces fondamentales de la nature, en les modélisant comme les vibrations de minuscules cordes supersymétriques. Elle est considérée comme la plus …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes — Théorie des cordes Les niveaux de grossissements : monde macroscopique, monde moléculaire, monde atomique, monde subatomique, monde des cordes. La théorie des cordes est l une des voies envisagées pour régler une des questions majeures de la …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes de type 0 — Théorie des cordes de type 0 La théorie des cordes de type 0 n est pas un modèle de théorie des cordes très connu. C est une théorie des supercordes parce que les feuilles d univers sont supersymétriques. Cependant, le spectre spatio temporel n… …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes heterotique — Théorie des cordes hétérotique Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes hétérotique est l un des trois types de cordes. C est une théorie hybride car elle est l union de la théorie des cordes… …   Wikipédia en Français

  • Théorie des cordes hétérotiques — Théorie des cordes hétérotique Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes hétérotique est l un des trois types de cordes. C est une théorie hybride car elle est l union de la théorie des cordes… …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes bosoniques — Théorie des cordes bosoniques C est la première des théories des cordes, elle a été inventée dans les années 1960. Le principe de la théorie des cordes bosoniques est relativement simple. Comme son nom l indique, tous les modes de vibration des… …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes de type II — Théorie des cordes de type II Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes de type II est l un des trois types de cordes. Elle ne contient que des cordes fermées qui évoluent dans dix dimensions. Cette …   Wikipédia en Français

  • Théorie des cordes de type ii — Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes de type II est l un des trois types de cordes. Elle ne contient que des cordes fermées qui évoluent dans dix dimensions. Cette théorie inclut les cordes de… …   Wikipédia en Français

  • Theorie des cordes de type I — Théorie des cordes de type I Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes de type I est l un des trois types de cordes. Elle est composée de cordes fermées, mais également de cordes ouvertes et… …   Wikipédia en Français

  • Théorie des cordes de type i — Article principal : Théorie des cordes. En physique théorique, la théorie des cordes de type I est l un des trois types de cordes. Elle est composée de cordes fermées, mais également de cordes ouvertes et fonctionne avec 10 dimensions. Cette …   Wikipédia en Français


Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.