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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.

— Bernard PIRE

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Écrit par

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer cet article

Bernard PIRE. INTERACTIONS (physique) - Unification des forces [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Autres références

  • INTERACTION (physique)

    • Écrit par Étienne KLEIN
    • 1 683 mots

    Dans la nature, les objets sont soumis à toutes sortes de forces qui s'exercent à distance. Ainsi, par exemple, deux masses s'attirent, deux charges électriques s'attirent ou se repoussent suivant leur signe. Les objets ont une action l'un sur l'autre : ils interagissent. La conception classique de...

  • DÉTECTEURS DE PARTICULES

    • Écrit par Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE
    • 10 978 mots
    • 12 médias
    ...mesurer leur flux moyen, leur énergie, leur position spatiale, ou à déterminer leur nature. Les problèmes varient suivant la nature des rayonnements dont l'interaction avec la matière conditionne le choix du type de détecteur. Mais, en règle générale, l'impulsion électrique finale est commandée par l'interaction...

  • PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

    • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
    • 8 172 mots
    • 12 médias
    Les interactions entre particules élémentaires, sur lesquelles nous reviendrons plus en détail, correspondent à l'émission d'un champ et à la réaction à ce champ. L'archétype est le champ électrique, créé par la présence d'une particule chargée, qui influence d'autres éléments chargés....

  • AXIONS

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 2 118 mots
    • 2 médias
    ...théorie, la chromodynamique quantique (QCD, pour Quantum ChromoDynamics), construite au début des années 1970 pour rendre compte des manifestations de l’interaction forte liant quarks et gluons comme éléments fondamentaux de la matière nucléaire. Pour suivre le raisonnement des physiciens théoriciens,...

  • BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES

    • Écrit par Daniel CALÉCKI
    • 946 mots

    Dans un atome isolé, les électrons se répartissent, en obéissant au principe de Pauli, entre des niveaux d'énergie bien déterminés, pratiquement sans largeur. Quand on rapproche par la pensée N atomes (avec N ∼ 1023) pour construire un solide et qu'on oublie l'interaction entre...

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Voir aussi

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