INTERACTIONS (physique) Unification des forces
L’unification quantique
Jusqu’au début du xxe siècle, la physique distingue deux sortes d’objets dont elle s’efforce de décrire l’état et l’évolution : les corpuscules (ou particules) et les ondes. En démontrant la nécessité de considérer les ondes lumineuses également comme un ensemble de particules lumineuses, les photons, pour rendre compte des effets photoélectriques, Albert Einstein ouvre en 1905 la voie à une quantification des ondes. Inversement, l’attribution d’une nature ondulatoire aux électrons, proposée en 1923 par Louis de Broglie (1892-1987), et complétée dans les années suivantes par Erwin Schrödinger (1887-1961) et les autres fondateurs de la mécanique quantique, unifie les deux concepts en proposant une dualité onde-corpuscule pour tous les objets physiques. En développant les lois des théories quantiques des champs (c’est-à-dire le cadre théorique qui combine la notion classique de champ à la théorie quantique), les physiciens des décennies suivantes font une synthèse de l’électromagnétisme et des concepts quantiques : l’électrodynamique quantique, mise au point entre 1925 et 1950, ajoute la dualité quantique au caractère unificateur de la théorie de Maxwell. Réécrire les lois de l’électromagnétisme dans le cadre quantique n’a pas posé de problèmes majeurs. Les nombreux tests expérimentaux auxquels est soumise cette nouvelle théorie la vérifient remarquablement et les théoriciens en tirent une confiance collective dans la pertinence de leur approche unificatrice.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
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