En essayant de me représenter physiquement un bispineur de Dirac, j'ai remarqué (ou cru remarquer) un certain nombre de choses amusantes. Peut-être sont elles bien connues ou encore considérées comme sans intérêt pratique. Je n'en sais rien.
En espérant ne pas dire trop de bêtises, un bispineur de Dirac vit (il me semble) dans un espace de représentation de dimension finie du groupe de Lorentz (représentation non unitaire d’ailleurs puisque le groupe de Lorentz n’est pas compact). Comme le champ électronique est représenté par un champ de bispineurs de Dirac, voilà qui permet de le voir (je suppose encore)
1/ mathématiquement : comme un champ de jauge, de groupe de jauge SU(2)xSU(2), c'est à dire comme une section du fibré principal de base l'espace-temps de Minkowski et de fibre SU(2)xSU(2). Via la représentation canonique du groupe de Lorentz dans SU(2)xSU(2), on peut donc associer au champ électronique (je suppose toujours) une section du fibré principal de base l'espace-temps de Minkowski et de fibre le groupe de Lorentz (ce fibré est isomorphe au groupe de Poincaré d'ailleurs).
2/ Physiquement : on peut donc voir un champ électronique comme la donnée d'un boost de vitesse v et d'un moment cinétique J en chaque évènement de l'espace-temps, c'est à dire encore comme la donnée d'un champ de vitesses v et de moments cinétiques J. Voilà qui permet de voir un champ électronique comme une sorte de champ de vitesses et de moments cinétiques de particules élémentaires (ou de vortex élémentaires) d'une sorte de fluide.
Maintenant, si on s'intéresse à la gravitation dans l'espace-temps modélisée par une variété pseudo-Riemanienne, le champ gravitationnel se représente par la connexion affine de Weyl (ie, numériquement, le champ des symboles de Christoffel). Il s'agit en fait (je suppose) d'une connexion dans un fibré principal dont le groupe de structure est le groupe de Lorentz (et dont la base est l'espace-temps). C'est donc (à une invariance de jauge près) une section de ce fibré. Elle permet donc (je suppose encore) d'associer un élément du groupe de Lorentz à chaque événement de l'espace temps.
Le champ gravitationnel apparaît donc lui aussi (me semble-t-il) comme très voisin de la donnée d'un champ de vitesses et de moments cinétiques de particules élémentaires d'une sorte de fluide. Ca surprend un peu de constater que deux notions en apparence aussi distinctes qu'un champ électronique et un champ gravitationnel puissent avoir (semble-t-il) une représentation mathématique et une analogie physique aussi proche.
Dans le cas d'un corps à symétrie sphérique, je suppose que le champ de vitesses ainsi associé à la connexion affine modélisant la gravitation autour de ce corps est le champ de vitesses des observateurs de Lemaître (les observateur en chute libre radiale lâchés loin de ce corps avec une vitesse initiale voisine de zéro) et que le champ des moments cinétiques associé à cette connexion est nul ?
Une autre remarque amusante est la suivante : quand on souhaite marier l'interprétation explicitement non locale de la mesure quantique avec le principe de causalité (en violation de l’invariance de Lorentz si on interprète cette invariance comme un principe fondamental et non comme une émergence statistique), on tombe sur la nécessité que l'espace-temps possède un feuilletage intégral en feuillets de simultanéité quantique universelle.
Cette condition exige, il me semble, d'avoir un champ de vecteurs temps irrotationnel (champ des vecteurs unitaires tangents aux feuillets d'un feuilletage de l'espace-temps par une famille d'observateurs en chute libre). Selon certains, un champ de vecteurs température (unité physique en 1/Kelvin et non en Kelvin), gradient de la densité d’entropie par la densité de quadri-impulsion (il me semble) donnerait la flèche du temps en chaque évènement de l'espace-temps.
Il est alors tentant d'interpréter le présent quantique universel associé à un tel feuilletage supposé de l’espace-temps comme une sorte d’état d'équilibre de l'ensemble de l'univers atteint à l'insu de l'observateur (donc en un temps macroscopique observable nul). La dissipation d'information nécessaire à l'enregistrement irréversible d'information par un appareil de mesure quantique s'obtiendrait-elle par le stockage de cette information dans un champ de vecteurs température presque complètement désordonné à l'échelle microscopique (mais possédant une moyenne macroscopique pas tout à fait nulle et irrotationnelle) jouant le rôle de bain thermique dissipatif ?
Bon, Il ne s'agit nullement d'une théorie (je n'en ai pas en rayon), mais juste d'un certain nombre de questions qui m'intriguent et que je vous soumets.
Bernard Chaverondier
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