Requiem pour la théorie des cordes
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La théorie des cordes était censée expliquer toute la physique. Qu’est ce qui ne s’est pas bien passé?
La théorie des cordes a commencé il y a plus de 50 ans comme moyen de comprendre la force nucléaire forte. Depuis lors, elle s’est développée pour devenir une théorie de tout, capable d’expliquer la nature de chaque particule, chaque force, chaque constante fondamentale et l’existence de l’Univers lui-même. Mais malgré des décennies de travail, elle n’a pas tenu sa promesse.
A la fin des années 1970, la théorie des cordes pouvait potentiellement expliquer toutes les particules et toutes les interactions entre elles et fournir une solution quantique à la gravité.
Une théorie pour les gouverner tous, une théorie pour les trouver, une théorie pour les rassembler tous, et dans la rigidité les lier.
Malgré des décennies de travail impliquant des centaines de scientifiques sur plusieurs générations (universitaires) et d’innombrables articles, conférences et ateliers, la théorie des cordes n’a pas tout à fait atteint ce potentiel.
Au début des années 1990, les théoriciens des cordes avaient développé non pas une, ni deux, mais cinq versions différentes de la théorie des cordes. Les variations étaient basées sur la façon dont une chaîne fondamentale était traitée. Dans certaines versions, toutes les chaînes devaient former des boucles fermées ; dans d’autres, ils pourraient être ouverts. Dans certains cas, les vibrations ne pouvaient se propager que dans une seule direction ; dans d’autres, ils pouvaient voyager les deux, et ainsi de suite. Pour les curieux (et ceux qui recherchent des noms audacieux pour vos enfants), les cinq théories des cordes sont le type 1, le type IIA, le type IIB, l’hétérotique SO (32) et l’hétérotique E8xE8.
Alors maintenant, nous avons un léger problème d’embonpoint. Cinq théories potentielles, toutes prétendant être la meilleure approximation de la véritable théorie des cordes. C’est assez gênant, mais dans les années 1990, le physicien Edward Witten a déclaré un gagnant : tous.
Un postulat indique que les cinq théories des cordes sont en réalité des manifestations d’une théorie des cordes unique, unifiée pour de vrai cette fois, que Witten a appelée la théorie M. Nous ne savons pas ce qu’est la théorie M – ou même ce que signifie le « M » (mon vote est « Manchego ») – mais cela devrait être la théorie des cordes réelle.
Mais c’était il y a presque 30 ans, et nous ne savons toujours pas ce qu’est la théorie M. Nous n’avons toujours pas trouvé de solution pour la théorie des cordes.
Pour être clair, notre incapacité à comprendre la théorie des cordes n’est pas limitée par l’expérience. Même si nous pouvions construire une expérience de super-collisionneur qui atteignait les énergies nécessaires pour déverrouiller la gravité quantique, nous ne serions toujours pas en mesure de tester la théorie des cordes car nous n’avons pas de théorie des cordes. Nous n’avons aucun modèle mathématique capable de faire des prédictions fiables, seulement des approximations qui, nous l’espérons, représentent avec précision la vraie physique. Nous pouvons tester ces approximations, je suppose, mais cela ne nous aidera pas à déterminer le fonctionnement interne du vrai modèle.
Même ainsi, les expériences que nous avons n’aident pas exactement. Lorsque la supersymétrie a été développée par la communauté de la théorie des cordes dans les années 1970, elle s’est avérée être une idée si populaire que de nombreux physiciens des particules l’ont adoptée, utilisant ces techniques pour développer des modèles de physique des hautes énergies au-delà du modèle standard.
Beaucoup plus tard, le boson de Higgs a été découvert. La supersymétrie ne l’était pas. Cela fait maintenant 15 ans et il n’y a toujours aucun signe de supersymétrie.
Où cela laisse-t-il la théorie des cordes ? Eh bien, puisque (et je n’arrêterai jamais de vous le rappeler) il n’y a pas de théorie des cordes, seulement des approximations, ce n’est pas encore tout à fait mort. Il est possible de construire une version de la théorie des cordes sans utiliser la supersymétrie… peut-être. Cependant, les calculs deviennent encore plus épineux et les approximations encore plus sommaires. Sans supersymétrie, la théorie des cordes n’a pas disparu, mais elle est certainement sous assistance respiratoire.
La plupart des théoriciens des cordes de l’ère moderne ne travaillent pas directement sur la théorie des cordes, mais plutôt sur la correspondance AdS/CFT et ses implications, en espérant que continuer à sonder cette relation mathématique débloquera un aperçu caché du fonctionnement d’une théorie du tout.
Source et beaucoup plus: https://arstechnica.com/science/2023/01/requiem-for-a-string-charting-the-rise-and-fall-of-a-theory-of-everything/
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Une vidéo très bien faite sur le sujet :
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Mais qui relève de ce que l’on savait il y a 30 ans… une éternité.
