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Qu’est-ce que la théorie des cordes ? Qui l’a inventé / découvert?

QUESTION #138
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Posée par:John

Réponse

La théorie des cordes est un terme utilisé pour décrire un ensemble de modèles mathématiques très étroitement liés des particules élémentaires et de leurs interactions. Les théories des cordes cherchent à unifier la théorie de la gravité (relativité générale) avec les trois autres forces de la nature que nous avons appris à décrire en utilisant les techniques de la théorie quantique des champs.
En théorie des cordes, les particules élémentaires connues ne sont plus décrites comme des objets ponctuels mathématiques sans dimension, mais plutôt comme des objets unidimensionnels étendus (d’où le nom de « chaîne »). Ces objets peuvent être des bits ouverts d’une ligne ou fermés en boucles. La taille des chaînes individuelles est si incroyablement petite que toute expérience que nous pourrions éventuellement effectuer sur une particule élémentaire ne révélerait pas sa nature de chaîne – elle ressemblerait à la particule ponctuelle que nous attendons.
Comme les cordes ont une taille finie, elles peuvent vibrer. Toutes les particules connues de la nature ne sont quedifférents modes de vibration de la corde. Ainsi, la chaîne est la seule partie vraiment « fondamentale ».
Pour que les théories des cordes soient mathématiquement cohérentes, elles doivent décrire des chaînes se déplaçant dans plus de quatre dimensions. Si une théorie des cordes est la théorie correcte de la nature, ces dimensions supplémentaires doivent évidemment être cachées à notre capacité à les détecter. L’hypothèse générale est qu’ils sont « compacts » rolled roulés dans une dimension si petite que notre expérience quotidienne ne révèle que les quatre grands (trois espaces, un temps) dans lesquels nous vivons.
Au départ, ces modèles ont été inventés pour décrire le modèle des masses et des spins des soi-disant hadrons: des particules à forte interaction constituées de quarks qui ont été produites en abondance dans les accélérateurs de particules des années 50 et 60.Le théoricien clé derrière ces premiers modèles serait probablement Gabriele Veneziano. Les théories des cordes se sont avérées être le mauvais modèle pour l’hadronphysique, mais ont ensuite été adaptées à leur rôle actuel en tant que théorie de toutes les particules élémentaires par un certain nombre de théoriciens. Certains des plus anciens et des plus importants étaient Pierre Ramond, André Neveu, JohnSchwarz et Joel Scherk. Ce développement a eu lieu au milieu des années 1970. Bien sûr, beaucoup, beaucoup de théoriciens ont été impliqués dans le développement de la théorie des cordes qui continue à ce jour.
Cela a été une description très approximative d’une théorie compliquée et je vous renvoie à l’article de Michael Green dans le numéro de septembre 1986 de Scientific American intitulé ‘Superstrings. »Bien que cet article ait plus de dix ans, il reste l’une des meilleures descriptions de la théorie des cordes pour le lecteur général. L’article a été écrit peu de temps après le développement du type particulier de théorie des cordes connu sous le nom de théorie des cordes « hétérotique ». Même aujourd’hui, ce type de théorie des cordes est le principal candidat pour être une soi-disant « Théorie de tout ». Cependant, nous sommes loin de développer une théorie aussi finale and et de nombreux nouveaux développements surgissent chaque jour dans ce domaine en évolution rapide.
Répondu par: Brent Nelson, M.A. Physique, Étudiant au doctorat, UC Berkeley

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