Est il possible d'unifier relativité et mécanique quantique en l'état actuel des connaissances ?

[Deedee81]

Ou peut-être en considérant un référentiel de chute libre comme galiléen et le proton immobile relativement à ce référentiel, en proposant un potentiel combinant e.m. et gravitation, et en résolvant Schrödinger pour ce potentiel? Mais même cela ne semble pas simple à calculer. Déjà, quelle serait l'expression du potentiel?

Pour le potentiel on pourrait utiliser le potentiel newtonien. En plus, le terme étant en 1/r² comme le potentiel coulombien, la résolution devrait être élémentaire.
Par exemple pour un atome ça introduirait juste un shift dans les raies.

Mais je suis incapable de dire si cette approche est suffisante ou valide (en particulier parce que j'ai proposé un potentiel newtonien et pas quelque chose en rapport avec la RG. On peut y définir un potentiel effectif pour les trous noirs mais je ne sais plus du tout quelle est son expression).

Ca me fait justement penser qu'il y a un bon dossier qui vient de sortir :
Dossier Pour La Science 93, Les promesses du monde quantique.

J'ai presque tout lu et il y a justement des bons articles sur les tests existants et ceux en cours essayant de voir les effets du mariage entre mécanique quantique et gravitation, dans la dernière partie du dossier.
-----

[Amanuensis]

Pas plutôt en 1/r^3 ?

[Deedee81]

Pas plutôt en 1/r^3 ?

Arg, non, en 1/r. C'est un potentiel.

Pour le potentiel effectif, j'ai trouvé ça : https://www.google.be/url?sa=t&rct=j...,d.bGg&cad=rja
(je n'ai pas le bouquin de MTW sous la main, où il est donné aussi).
Il semblerait donc qu'un potentiel en 1/r est également "valable" (avec des guillemets car tout près de la singularité, je ne suis sûr de rien).

[Amanuensis]

Non, plus compliqué que cela: potentiel répulsif en ?? dans l'axe longitudinal, et attractif en ?? dans le plan équatorial. Du moins en partant du classique, et il faudrait alors vérifier que cela reste une approximation acceptable de la solution de Schw. dans les conditions visées...

[Deedee81]

Non, plus compliqué que cela: potentiel répulsif en ?? dans l'axe longitudinal, et attractif en ?? dans le plan équatorial. Du moins en partant du classique, et il faudrait alors vérifier que cela reste une approximation acceptable de la solution de Schw. dans les conditions visées...

Pas simple. Pas simple du tout.

[Deedee81]

Dossier Pour La Science 93, Les promesses du monde quantique.

Il y a un truc qui m'a fait tiquer. J'ouvre un débat en physique là-dessus.

[invitec830472d]

Bonsoir,

juste comme ça, quel types de découvertes permettraient d'unifier les 2 théories ?

Dit autrement, qu'est-ce que les scientifiques auraient besoin d'observer pour unifier les 2 théories ? Une nouvelle particule avec un comportement précis ? Etc.

Bien sûr, en supposant qu'ils savent où chercher.

[invite44813db3]

juste comme ça, quel types de découvertes permettraient d'unifier les 2 théories ?

Très bonne question.

Le premier truc qui me vient à l'esprit, c'est forcément le graviton.

Ensuite, je n'ai pas trop le temps d'entrer dans les détails, mais les théories déjà formulées, comme les cordes ou la LQG par exemple, ont des "signatures bien particulières". Il faut se plonger dedans, ça ne peut pas se résumer ici en deux lignes.

Dit autrement, qu'est-ce que les scientifiques auraient besoin d'observer pour unifier les 2 théories ?

Un comportement divergent, par rapport aux prévisions faites dans le cadre de la RG ou de la MQ.
Des choses attendues (comme dit plus haut) mais plus certainement, comme très souvent dans l'histoire de la physique, des choses inattendues...

[Deedee81]

Salut,

Bien sûr, en supposant qu'ils savent où chercher.

Excellente question. Je conseille l'excellent dossier pour la science "les promesses du monde quantique" qui vient de sortir. Ils abordent notamment cette question des données expérimentales et "où chercher".

[invite28af0328]

Est ce que le résultat de l'expérience du satellite Microscope https://microscope.cnes.fr/, justement n'apporterait pas une réponse ?

[Deedee81]

Salut,

Est ce que le résultat de l'expérience du satellite Microscope https://microscope.cnes.fr/, justement n'apporterait pas une réponse ?

Pas encore (*).... mais c'est effectivement un des axes de recherche cité dans le dossier.

(*) ils sont en phase de calibration.
Merci pour le lien, je n'avais pas vu les tous derniers résultats. C'est impressionnant.

[invitec830472d]

Ok, merci à Obs34 et Deedee81 pour les réponses.

Je vais aller voir le dossier "les promesses du monde quantique"

Edit : argh, dossier payant

[Deedee81]

Salut,

Edit : argh, dossier payant

Ben oui, c'est le dernier dossier PLS. Ils ne le distribuent pas gratuitement
Et je lis maintenant leur grand concurrent La Recherche, un dossier sur les épidémies. Très intéressant aussi. J'ai été impressionné par le nombre de victimes de certaines maladies. (désolé pour ce petit HS).

[sunyata]

" Est il possible d'unifier relativité et mécanique quantique en l'état actuel des connaissances "

Bonjour,

Il me semble que la question est mal posée :
On devrait dire : ...dans l'état actuel des technologies disponibles, et des instruments de mesure qui en découlent.

Le problème de l'unification vient du fait qu'on a pas accès aux phénomènes. Si on pouvait aller dans un trou noir, faire des expériences avec ce trou noir, on saurait
mieux comprendre le phénomène.
Il me semble que ce qui empêche les théories de progresser plus rapidement, vient du manque de faits significatifs permettant de trancher entre les différentes approches existantes.

Cordialement,

[invite214c2700]

Il me semble que la question est mal posée :
On devrait dire : ...dans l'état actuel des technologies disponibles, et des instruments de mesure qui en découlent.

Nos connaissances dépendent des technologies et des instruments ou plus précisément de nôtre expérience via nos sens, tous le reste est théorique.
Donc la question reste quand même correcte.

Je pense que c'est jouer sur les mots plus qu'autre chose on pourrais aussi formuler ainsi :

Est il possible d'unifier d'unifier mécanique quantique (taille/distance plus courte) avec Relativité restreinte (masses plus élevé) et théorie quantique des champs avec relativité générale dans l'état actuel des technologies disponibles, et des instruments de mesure qui en découlent.

[Amanuensis]

[I]Est il possible d'unifier d'unifier mécanique quantique (taille/distance plus courte) avec Relativité restreinte (masses plus élevé)

La RR n'est pas trop concernée par les masses élevées, et cette unification est déjà faite, c'est la TQC justement.

[invite214c2700]

Oui, j'aurais du mettre vitesses plus rapides pour la RR, ce serais plutôt la RG avec les masses plus élevé.

[Juzo]

Bonjour,
Si j'ai bien compris il y a des difficultés pour unifier la mécanique quantique et la relativité générale, et pour unir la gravité avec les autres forces.
Ces deux problématiques sont-elles équivalentes ?
Merci
Juzo

[Amanuensis]

Oui, la RG moins la RR = la gravitation.

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec Amanuensis. On n'a pas compris la question de la même façon je pense.

Si j'ai bien compris il y a des difficultés pour unifier la mécanique quantique et la relativité générale, et pour unir la gravité avec les autres forces.
Ces deux problématiques sont-elles équivalentes ?

Non, chaque point soulève ses difficultés. Mais ce n'est pas totalement indépendant parce que, par exemple, les interactions faibles et fortes n'existent pas au niveau classique, ce sont des interactions forcément quantiques (à cause de leur très faible portée).

[Amanuensis]

En prenant, j'imagine, la notion de "unification de forces" au sens où à très grande énergie, les interactions ne forment plus qu'une?

Est-ce un but poursuivi que d'unifier la gravitation aux trois autres à ce sens?

(Et est-ce que l'interaction forte est unifiée à l'électro-faible à ce sens?)

[mmanu_F]

Salut,

En prenant, j'imagine, la notion de "unification de forces" au sens où à très grande énergie, les interactions ne forment plus qu'une?
Est-ce un but poursuivi que d'unifier la gravitation aux trois autres à ce sens?

l'unification est réalisée par la théorie des cordes.

(Et est-ce que l'interaction forte est unifiée à l'électro-faible à ce sens?)

oui, c'est l'idée des théories de grande unification (GUT)

[JPL]

l'unification est réalisée par la théorie des cordes.

"la" me paraît un euphémisme !

[invite51d17075]

c'est plutôt le "est réalisée par" que je trouve bien préromptoire !
circulez, y'a plus rien à voir.
Cdt

[mmanu_F]

"la" me paraît un euphémisme !

je ne suis pas certain de comprendre à quoi tu fais référence. Il n'y a, à ma connaissance, qu'une seule théorie. C'était l'élement central de la deuxième révolution, celle des dualités, au milieu des années 90. Mais tu as peut-être autre chose en tête, lié aux diverses compactifications possibles, mais la question était sur l'unification de la gravité avec les autres forces et la seule théorie que je connaisse où elle est réalisée de manière cohérente est la théoie des cordes.

[invite51d17075]

ben, il faudrait peut être prévenir les chercheurs que LE PB est définitivement résolu.
faut croire qu'ils l'ignorent, alors.
mince alors.
je m'incline

[JPL]

Chaque fois que je lis un article sur "la" théorie des cordes il explique qu'il y en a plusieurs qui diffèrent entre autres choses par le nombre de dimensions supplémentaires qu'elles nécessitent.

[invite51d17075]

j'ai du avoir un pb de vue, mais "parmi" les difficultés ( nombreuses ) , il y en a une grosse, c'est la compatibilité avec l'expansion non ?
la ou les théories des cordes amènent à des constantes cosmologiques négatives ou nulles.
ça pose un "petit" soucis , non ?

[mmanu_F]

Chaque fois que je lis un article sur "la" théorie des cordes il explique qu'il y en a plusieurs qui diffèrent entre autres choses par le nombre de dimensions supplémentaires qu'elles nécessitent.

Il y a 5 "versions" de la théorie des cordes toute à 10D et la théorie-M à 11D. Toutes ces incarnations ont été montrées (mathématiquement) équivalentes par dualité : elles décrivent la même physique parfois dans des régimes différents (phénoménène qui existe aussi en théorie de champs et qui permet de comprendre la différence de contenu entre les différentes théories), parfois pour des géométries différentes (ce qui explique l'émergence de nouvelles dimensions physiques comme celle de la théorie M). C'est dans ce sens que la théorie des cordes est considérée comme une théorie unique.

[mmanu_F]

ben, il faudrait peut être prévenir les chercheurs que LE PB est définitivement résolu.
faut croire qu'ils l'ignorent, alors.
mince alors.
je m'incline

Voilà, vous n'avez apparemment aucunement besoin de moi, je vous laisse donc jouer entre vous.