INTERACTIONS (physique) Unification des forces
Gravitation et modèle standard
La description de la gravitation ne semble pas possible dans le cadre unifié du modèle standard. La « théorie du tout » que les théoriciens les plus utopiques rêvaient d’inventer leur échappe toujours. Les théoriciens ne sont pas parvenus à « quantifier » la théorie de la relativité générale, malgré de nombreux efforts, et tout porte à croire qu’un formalisme différent est nécessaire. Comment peut-on envisager d’unifier la gravitation avec les trois autres forces fondamentales ? Il faudrait d’abord trouver une formulation quantique de la relativité générale. Pour cela, des théoriciens ont exploré des schémas rompant avec la théorie des champs en considérant en particulier les particules comme de minuscules cordes dans un espace de dimensions supérieures à quatre (dont certaines composantes seraient compactes, et donc invisibles à nos sens) plutôt que comme des points dans un espace à quatre dimensions. Mais aucune indication expérimentale n’ayant étayé ces travaux, il semble bien que cette construction mathématique ne corresponde pas à une description réaliste de la nature.
On peut conclure que l’unification des descriptions mathématiques des forces n’est pas achevée : les attentes ambitieuses des physiciens théoriciens des dernières décennies du xxe siècle se sont heurtées au verdict des tests expérimentaux réalisés principalement auprès des grands collisionneurs de particules. Faut-il se contenter d’une approche plus phénoménologique de la réalité physique ou faut-il voir là la nécessité de dépasser le cadre théorique actuel par une nouvelle approche révolutionnant la description mathématique du monde physique ? Répondre à cette question est un défi pour les physiciens du xxie siècle. Quoi qu’il en soit, il reste que l’ambition unificatrice a historiquement été un des grands moteurs du progrès scientifique et qu’il est probable qu’elle continuera à inspirer les chercheurs.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
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