La question de mon petit-fils PIERRE hier va droit au but : » Quelle est la spécificité de la théorie des cordes ? » et je vais y répondre d’abord par un historique simple ……
1 :Les briques fondamentales de l’Univers ne seraient pas des particules ponctuelles matérielles mais des sortes d’ondes possédant une tension, à la manière d’un élastique en vibration . Ce que nous percevons comme des particules de caractéristiques distinctes ( par la masse, la charge électrique, etc.) ne seraient que des modes divers de ces vibrations avec des fréquences différentes, . En sus de cette hypothèse, les théoriciens des cordes se fixent une échelle minimale, reliée à la taille de Planck .Ils supposent ainsi pouvoir éviter l’apparition de certaines quantités infinies qui deviennent inévitables dans les théories quantiques de champs habituelles ou même dans la théorie classique de la gravitation . (par exemple sa force f =mm’ /d² devient infinie quand la distance entre m et m’ devient nulle) …..
2 : Ces modes de vibration ne se résumeraient pas à un trajet ondulatoire dans une seule dimension et la corde correspondante pourrait agir dans un espace à 1 ,2 3 dimensions ou PEUT ETRE plus et être ouverte ou fermée …. Chronologiquement la première des théories des cordes, a été inventée dans les années 1960.Nommée théorie des cordes bosoniques car , tous les modes de vibration des cordes donnent des bosons. ,
A CE STADE il me faut rappeler que l’univers se divise en deux classes de particules ( si mon petit-fils parlerait plutôt de « grains » pour mieux en cerner la petitesse … ma foi je ne le contrarierait pas ! )
- Les bosons : un système de particules identiques est toujours dans un état totalement symétrique par rapport à l'échange de particules. les bosons obéissent à la statistique de Bose-Einstein. :leur spin est un nombre entier.
- Les fermions : ces particules sont dans un état totalement antisymétrique par rapport à l'échange de particules et ils obéissent à la statistique de Fermi-Dirac . Leur spin est un nombre demi entier
Les bosons sont soit des bosons de jauge,( c’est-à-dire qu'ils agissent comme des intermédiaires des interactions fondamentales : CE SONT A L’HEURE ACTUELLE le photon , les huit gluons les bosons Z0, W- et W+ ) , soit des bosons composites ( particules composées de particules plus élémentaires, comme par exemple les atomes ou le proton, qui sont fermions ou bosons, selon la valeur de leur spin total, ainsi l’atome d'hélium 4 ou les deux électrons formant une paire de COOPER .
Les fermions se regroupent en deux familles : .les leptons, qui ne sont pas soumis à l'interaction forte ; les quarks, qui sont soumis à toutes les interactions de la nature.
Respecter la chronologie du développement d’une théorie m’oblige à ces chemins de traverse pédagogiques . Je dois donc signaler maintenant qu’ à partir des années 1980-90 des mathématiciens et des physiciens vont « farfouiller » dans les « vieux « travaux des années 60 de l’italien GRABRIELE VENEZIANO et élargir le champ des théories des cordes ….En effet la théorie s’ouvre alors à des concepts où les cordes agissent dans des espaces à plusieurs dimensions et dépassant celles de notre monde visible ….. Cinq théories sont proposées et on s’aperçoit que la théorie-ancêtre , celle des cordes bosoniques évolue dans 26 dimensions :( Elle contient un tachyon (type de particule hypothétique dont l’énergie est une quantité réelle et la masse (au repos), un imaginaire pur), ce qui serait une indication que la dite théorie est instable, et donc impropre à décrire la simple réalité d’un univers quasi uniquement énergétique et non matériel) …. Les cinq nouvelles théories se baptisent illico- presto « supercordes » tout en se contentant de 10 dimensions d’espace et d’une dimension temporelle ….Les physiciens se grattent alors fiévreusement la tête pour imaginer une cause à cet état revendiqué par les mathématiciens et ne proposent qu’ une cause hypothétique : les 7 espaces en sus de nos 3 visibles correspondraient a des dimensions si petites d’espace qu’ elles en seraient enroulées sur elles-mêmes et la cause en serait leur caractère « fossile » hérité des conditions initiales du début ultra compact du début de l’univers ……Ces dimensions seraient nées durant l'ère de Planck. . Durant l'ère de Planck, toutes les dimensions étaient enroulées. Elles étaient prisonnières des cordes initiales . Certaines dimensions ont réussi à s'en libérer alors que les autres sont restées enroulées. Les dimensions apparentes (celles que l'on perçoit) ont donc la taille de l'univers. JE VOUS LAISSE LIBRE D'ADHERER OU NON A CETTE EXPLICATION ! voici une photo explicative
A suivre
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble