Les deux faces de la médaille vibrent sur la même corde
Albert Einstein n'a jamais réussi à créer une théorie unifiée qui expliquait le monde entier dans une structure cohérente. Au cours d'un siècle, les chercheurs ont combiné trois des quatre forces physiques connues dans ce qu'ils ont appelé le modèle standard. Cependant, il reste une quatrième force, la gravité, qui ne rentre pas tout à fait dans ce mystère.
Ou peut-être est-ce le cas ?
Grâce aux découvertes et conclusions de physiciens associés à la célèbre université américaine de Princeton, il existe désormais une ombre de chance de concilier les théories d'Einstein avec le monde des particules élémentaires, régi par la mécanique quantique.
Bien qu'il ne s'agisse pas encore d'une "théorie du tout", des travaux menés il y a plus de vingt ans et toujours complétés révèlent d'étonnants schémas mathématiques. La théorie de la gravité d'Einstein avec d'autres domaines de la physique - principalement avec des phénomènes subatomiques.
Tout a commencé avec des empreintes trouvées dans les années 90 Igor Klébanov, professeur de physique à Princeton. Bien qu'en fait nous devrions aller encore plus loin, dans les années 70, lorsque les scientifiques ont étudié les plus petites particules subatomiques appelées quarks.
Les physiciens ont trouvé étrange que, quelle que soit la quantité d'énergie avec laquelle les protons entrent en collision, les quarks ne puissent pas s'échapper - ils restent invariablement piégés à l'intérieur des protons.
L'un de ceux qui ont travaillé sur cette question était Alexander Polyakovégalement professeur de physique à Princeton. Il s'est avéré que les quarks sont "collés" ensemble par les nouvelles particules nommées alors me louer. Pendant un certain temps, les chercheurs ont pensé que les gluons pouvaient former des "chaînes" qui lient les quarks entre eux. Polyakov a vu un lien entre la théorie des particules et théorie strumais n'a pas pu étayer cela avec aucune preuve.
Plus tard, les théoriciens ont commencé à suggérer que les particules élémentaires étaient en fait de petits morceaux de cordes vibrantes. Cette théorie a réussi. Son explication visuelle peut être la suivante : tout comme une corde vibrante dans un violon génère divers sons, les vibrations des cordes en physique déterminent la masse et le comportement d'une particule.
En 1996, Klebanov, avec un étudiant (et plus tard un doctorant) Stephen Gubser et stagiaire postdoctoral Amanda Pete, a utilisé la théorie des cordes pour calculer les gluons, puis a comparé les résultats avec la théorie des cordes pour.
Les membres de l'équipe ont été surpris que les deux approches produisent des résultats très similaires. Un an plus tard, Klebanov a étudié les taux d'absorption des trous noirs et a constaté que cette fois, ils correspondaient exactement. Un an plus tard, le célèbre physicien Juan Maldasena trouvé une correspondance entre une forme particulière de gravité et une théorie décrivant les particules. Au cours des années suivantes, d'autres scientifiques y ont travaillé et ont développé des équations mathématiques.
Sans entrer dans les subtilités de ces formules mathématiques, tout se résumait au fait que l'interaction gravitationnelle et subatomique des particules est comme les deux faces d'une même pièce. D'une part, c'est une version étendue de la gravité tirée de la théorie de la relativité générale d'Einstein en 1915. D'autre part, c'est une théorie qui décrit grossièrement le comportement des particules subatomiques et leurs interactions.
Les travaux de Klebanov ont été poursuivis par Gubser, qui est devenu plus tard professeur de physique à ... l'Université de Princeton, bien sûr, mais, malheureusement, il est décédé il y a quelques mois. C'est lui qui a soutenu au fil des ans que la grande unification des quatre interactions avec la gravité, y compris l'utilisation de la théorie des cordes, pourrait amener la physique à un nouveau niveau.
Cependant, les dépendances mathématiques doivent être en quelque sorte confirmées expérimentalement, et c'est bien pire. Jusqu'à présent, il n'y a pas d'expérience pour le faire.
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