Théorie des cordes et Physique Quantique

charly · 06/08/2004 - 00h32

J'entends souvent parler de la théorie des cordes .
Je sais le principe , mais uniquement grosso -modo , et je ne trouve que trés peu de documentation sur le net , j'aimerais savoir les perspective de cette théorie .

J'ai entendu parler d'un espace a 9-10-11 dimensions : Le nombre de dimension est il nécéssaire a la théorie , ou de la théorie ce nombre est apparut ? ( la subtilité me semble importante )

Cette théorie a t'elle effectivement des débouché dans une réel déscription quantique de la gravitation ?

doryphore · 06/08/2004 - 00h48

Je peux te donner une réponse provisoire en attendant d'autres plus au fait de cette théorie.

Au niveau des perspectives, la théorie des cordes et sa fille la théorie des supercordes sont jugées invérifiables, ce qui est génant.

On entend aussi parler de 26 dimensions.
Ces dimensions supplémentaires ne sont pas dues au hasard, mais je pense à la recherche de la modélisation des différents états possibles des particules et des intéractions (on cherche à les mettre dans le même panier).

Pour ta dernière question et bien, elle est faite pour ça, mais personne n'est aujourd'hui à même de dire s'il s'agit d'une bonne ou d'une "mauvaise" théorie.

**mtheory** · 06/08/2004 - 02h05

Bonsoir tout le monde.
Pour faire simple la théorie que l'on veut doit être quantique ET relativiste donc si on cherche une théorie qui contienne toutes les "particules" de matière (ex quarks,électrons) et toutes les " particules" responsables des forces (ex photon pour la fo em,graviton pour la grav) il faut des équations qui respectent les conditions de quantification et celles de la relativité.
Avec les cordes Y PAS LE CHOIX l'espace-temps doit avoir 26 dimensions ou sinon les équations respectant toutes les conditions n'existent pas (théorème) et tout se casse la figure.
Seulement ces équations de corde,à ce nivaux, ont des problèmes. On a des photons ,des gravitons et des gluons (fo nucléaire forte) mais pas d'électrons ni de quarks plus d'autres problèmes qui n'existent plus si on introduit la supersymétrie qui fut découverte en partie dans ce cadre.
Dans ce cas là il FAUT 10 dimensions!On passe alors aux supercordes.
On touche du doigt une des raisons de l'introduction de cette théorie car ,DANS L'ETAT ACTUEL , si l'on cherche des équations capables d'englober toutes les caractéristiques connues des particules élémentaires les possibilitées sont mathématiquement et physiquement très restreintes par la forme des lois.
Ce qui n'est pas le cas pour les masses,les charges et le nombre de types de particules à basse énergie où il existe des milliards de milliards de solutions.
Ce qui cause des maux de tête aux théoriciens!
Il faut trouver un mécanisme sélectionnant UNE solution et prédisant la masse des bosons W, des électrons,la valeur de la charge électrique ou de couleurs (quarks et gluons) etc...sinon impossible de connecter sérieusement la théorie avec l'expérience!!
Si les chances sont grandes d'être sur le bon chemin il faut encore beaucoup de boulot,doryphore à raison nous ne sommes certain de rien actuellement si ce n'est que l'exploration de cette voie est rationnelle.
PS:désol pr les fautes d'orth!

charly · 06/08/2004 - 02h28

Pas de problème pour les fautes , je suis un habitué aussi .

Ce qui me trouble dans tout ca , c'est que , j'ai l'impression que plus on avance , plus les théoricien mettent sur pied des théories qui ne semblent pas aussi harmonieuse que la théorie de la relativité .
J'ai toujours l'impression qu'on esseye de relativisé les théories quantiques , mais la démarche inverse n'existerait elle pas ? de quantifé les théories relativiste ?
Ne peut on pas décrire l'electro magnetisme , les force nucléaire , par des déformations de l'espace temps spécifique ?

( je dis peut etre des bêtises )

J'ai souvant entendu parler de Symetrie , et super symetrie , sans jamais comprendre ce que c'etait , quelque un pourrait il , dans un exces de gentillesss , me remplir un peu ma tête vide

.

**mtheory** · 06/08/2004 - 03h58

Envoyé par charly

Pas de problème pour les fautes , je suis un habitué aussi .

Ce qui me trouble dans tout ca , c'est que , j'ai l'impression que plus on avance , plus les théoricien mettent sur pied des théories qui ne semblent pas aussi harmonieuse que la théorie de la relativité .
J'ai toujours l'impression qu'on esseye de relativisé les théories quantiques , mais la démarche inverse n'existerait elle pas ? de quantifé les théories relativiste ?
( je dis peut etre des bêtises )

.

On essai les deux :avoir une théorie cohérente des champs quantiques de particules et d'interactions en espace-temps courbe classique et avoir une théorie quantique du champs de gravitation seul et en fait au final une théorie quantique du champs de gravitation en interaction avec le reste du monde en espace-temps courbe quantifié.
En résumé de la gravitation quantique tout simplement!

Envoyé par charly

Ne peut on pas décrire l'electro magnetisme , les force nucléaire , par des déformations de l'espace temps spécifique

.

Si absolument ce sont les fameuses théories de Kaluza-Klein où toutes ces forces sont en fait des conséquences des équations d'Einstein mais écrites en 10/11 dimensions.De plus la théorie des cordes dit à peu près la même chose si on la prend sous certaines formes.
Encore mieux si on prolonge les cordes avec la théorie des membranes , la théorie M

c'est quasiment obligatoire!
La théorie prend une forme beaucoup plus simple et naturelle , enfin d'une certaine façon.

Envoyé par charly

J'ai souvant entendu parler de Symetrie , et super symetrie , sans jamais comprendre ce que c'etait , quelque un pourrait il , dans un exces de gentillesss , me remplir un peu ma tête vide

.

?
Pas facile à expliquer simplement pour moi ce soir mais j'y reviendrai.

A+

droupi · 06/08/2004 - 04h23

Envoyé par charly

Ce qui me trouble dans tout ca , c'est que , j'ai l'impression que plus on avance , plus les théoricien mettent sur pied des théories qui ne semblent pas aussi harmonieuse que la théorie de la relativité .

Tout dépend où tu place "l'harmonie". La relativité générale est simple, c'est une simple équation. Mais affreusement compliquée à exploiter. La théorie des cordes est encore plus compliquée à exploiter, mais elle est aussi dans le principe très simple : une particule est une corde, dont le mode de vibration (l'harmonique en quelque sorte) défini le type de particule (charge, masse, ...).

J'ai toujours l'impression qu'on esseye de relativisé les théories quantiques , mais la démarche inverse n'existerait elle pas ? de quantifé les théories relativiste ?

Mais c'est justement ce qu'on essaye de faire avec la relativité générale et on n'y arrive pas parce qu'on bute sur la nature même de l'espace-temps et sa quantification nécessaire.

Ne peut on pas décrire l'electro magnetisme , les force nucléaire , par des déformations de l'espace temps spécifique ?

( je dis peut etre des bêtises )

Il me semble que l'une des idées déduites de la théorie des cordes est que les forces (en tout cas la gravitation en regard des autres) s'exprime différemment justement à travers les différentes dimensions. En ce sens la gravitation est différente des autres forces. Ce n'est pas vraiment une réponse, juste une piste.

J'ai souvant entendu parler de Symetrie , et super symetrie , sans jamais comprendre ce que c'etait , quelque un pourrait il , dans un exces de gentillesss , me remplir un peu ma tête vide

.

L'idée de symétrie est au coeur des théories physiques et permettent de définir leur support mathématique (le groupe de symétrie). Les symétries peuvent être très simples. Par exemple, une symétrie par rotation quelqonque. Ces symétries caractérisent alors des propriétés physiques. Dans le cas précédent : la conservation du moment cinétique. Au fur et à mesure du développement de la physique (plus précisément de la physique quantique), d'autres symétries, dans des espaces mathématiques de plus en plus abstraits, ont été utilisés pour définir ou caractériser d'autres propriétés. L'idée est plus exactement de dire qu'il existe une certaine symétrie dont découle (de la brisure de symétrie) l'existence de particules (vraiment résumé).
Grosso modo, on constate qu'il existe 2 types de particules : les fermions et les bosons. L'idée est alors de dire qu'il y a une symétrie entre les fermions et les bosons : à chaque boson correspond un fermion et à chaque fermion correspond un boson. C'est la super symétrie, qui semble offrir un cadre, ou plutôt une nécessité, pour l'unification des force.

Enepemousa · 21/08/2004 - 20h12

Salut tout le monde
Une question reste que je n'arrive pas à comprendre.
Les particules elementaires (électrons quarks etc) sont constituées de supercordes. Or la masse d'une supercorde est celle de Plank soit dix milliards de milliards de fois la masse d'un proton. Un proton est constitué des quarks. Comment se peut-il que la masse d'une corde soit supérieure à celle d'un proton qui lui est constitué de supercordes?

deep_turtle · 21/08/2004 - 20h23

excellente question... Pour apporter un élément de réponse : En fait, la masse n'est pas, contrairement à l'intuition, quelque chose qui s'ajoute comme des carottes (une carotte plus une carotte donnent deux carottes). Tu peux mettre ensemble deux objets de masse M1 et M2 et obtenir quelque chose qui a une masse M inférieure à M1+M2. Par exemple, les noyaux atomiques ont des masses inférieures à la somme des masses des nucléons (protons et neutrons) qui les constituent. La différence c'est l'énergie de liaison, qui fait que tout ce petit monde tient ensemble.

Autre élément de réponse, une particule est vue comme l'état excité d'une corde, el quand on crée un proton, par exemple (bon, en même temps que d'autres trucs pour ne pas violer les lois de conservation, mais bon...) , il suffit de fournir à la corde l'énergie de masse du proton, car on ne crée par une corde, on l'excite.

Enepemousa · 21/08/2004 - 21h31

Merci
Réponse très claire.

Enepemousa · 08/10/2004 - 16h28

Juste un complement de contribution pour ceux qui sont interressés par la théorie des supercordes. Le livre de Brian Green "L'univers élegant" est très bien pour les personnes ayant un minimum de connaissacnes en physique (un peu hardu pour le profane). Je regette que les modèles mathématiques qui sous-tendent cette théorie ne soient pas un peu plus developpés. En clair il n y a presque pas d'équations dans cet ouvrage et pour nous purs produits de l'education universitaire française gavés de formules ce frustrant.
D'autre part il y a sur le site de l'université de tous les savoirs la vidéo exellente sur la théorie des supercordes.

**mtheory** · 08/10/2004 - 16h36

Envoyé par Enepemousa

Juste un complement de contribution pour ceux qui sont interressés par la théorie des supercordes. Le livre de Brian Green "L'univers élegant" est très bien pour les personnes ayant un minimum de connaissacnes en physique (un peu hardu pour le profane). Je regette que les modèles mathématiques qui sous-tendent cette théorie ne soient pas un peu plus developpés. En clair il n y a presque pas d'équations dans cet ouvrage et pour nous purs produits de l'education universitaire française gavés de formules ce frustrant.
D'autre part il y a sur le site de l'université de tous les savoirs la vidéo exellente sur la théorie des supercordes.

Si tu veux des réf avec équations c'est no problemo!

Enepemousa · 08/10/2004 - 16h38

oui j'aimerais bien des ouvrages ou articles en pdf. Merci

**mtheory** · 08/10/2004 - 16h48

Envoyé par Enepemousa

oui j'aimerais bien des ouvrages ou articles en pdf. Merci

Suffisait de demander:

http://web.mit.edu/redingtn/www/netadv/Xstring.html

Enepemousa · 08/10/2004 - 16h50

Merci ce super sympa. J y vais de ce pas consulter toutes ces références et je reviendrais à la discussion un peu plus éclairé.

humanino · 08/10/2004 - 18h11

Envoyé par Enepemousa

la masse d'une supercorde est celle de Plank soit dix milliards de milliards de fois la masse d'un proton.

Je crois qu'une corde en elle-meme n'a pas de masse. Elles sont minuscules ces cordes, ce qui impose une energie colossale pour les voir. Quant a la masse d'une particule representee par une corde, elle correspond a l'energie vibratoire de la corde.

mtheory ?