La théorie des cordes dit que nous avons au moins 10 dimensions, mais ce n’est pas la chose la plus bizarre

La physique quantique est bizarre. Dès que vous pensez la comprendre, vous trouvez cinq autres raisons pour lesquelles vous ne la comprenez pas.

Prenez ceci, par exemple : Le Modèle standard de la physique quantique dit que tout est composé de particules élémentaires, y compris les quarks, les électrons et les protons. Mais la théorie des cordes dit non, pas tout à fait. Toutes ces particules différentes ? Ce ne sont que des cordes, chacune vibrant à sa façon. Cela peut sembler ajouter une complexité inutile, mais ça pourrait résoudre un problème qui afflige la physique quantique depuis des décennies.

Petites particules quantiques attachées à une ficelle

Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessous, le Modèle standard dit qu’il y a 12 éléments de base pour l’Univers : six quarks, et six leptons. S’y ajoutent les quatre forces fondamentales : la gravité, l’électromagnétisme et les forces nucléaires faibles et fortes. Étonnamment, c’est la plus connue d’entre elles – la gravité – qui laisse les scientifiques les plus perplexes. Pourquoi ?

Eh bien, les trois autres forces proviennent chacune de l’échange d’une particule élémentaire : les photons transmettent l’attraction de l’électromagnétisme, les gluons sont la “colle” qui lie la force nucléaire forte, et les bosons W et Z fouettent ensemble la force nucléaire faible. Les scientifiques ont proposé une particule qui pourrait être responsable de la gravité, appelée graviton, mais nous ne savons pas si elle existe.

Le Modèle standard

C’est là que la théorie des cordes entre en jeu. La théorie des cordes propose que chaque particule élémentaire n’est qu’une version différente d’une toute petite boucle de corde. Tout comme une corde de guitare vibre à différentes fréquences pour créer un La ou un Fa, ces cordes oscillent d’une certaine façon pour créer les différents types de particules. Osciller d’une manière, et nous voyons un électron ; osciller d’une autre manière, et nous pouvons voir un photon ou un quark étrange. Une fois qu’on accepte que tout n’est qu’une oscillation de cordes, c’est assez simple d’accepter qu’il y a une sorte d’oscillation qui crée un graviton. Boom : Le mystère de la gravitation est résolu, et les quatre forces de la nature sont enfin unies.

10 Dimensions de l’espace sur le mur

Peut-être que la théorie des cordes n’est pas si simple. D’une part, il faut que l’Univers ait au moins 10 dimensions pour fonctionner (et certaines versions en exigent jusqu’à 26). Alors comment se fait-il que nous ne percevions que quatre dimensions : haut-bas, droite-gauche, avant-arrière et temps ? Il y a quelques explications.

L’une est la compactification, ou l’idée que les autres dimensions sont repliées d’une manière qui nous empêche de les percevoir. C’est un peu comme si le fait de regarder un morceau de papier directement sur le côté vous faisait voir juste une ligne, même si ce papier a beaucoup de surface que vous ne voyez pas. D’autres théories invoquent l’existence d’objets de dimensions plus élevées appelés les branes. Malheureusement, toutes ces possibilités et explications n’ont pas encore abouti à cette grande théorie unificatrice brillante que les physiciens poursuivent. Cela ne les empêchera pas d’essayer.

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Source : Curiosity – Traduit par Anguille sous roche