Voyage vers l'infiniment petit : supersymétrie. Les particules qui existent dans la nature sont de deux types : fermions ou bosons.
Le spin des fermions ne prend que des valeurs demi-entières : 1/2, 3/2, 5/2, et ainsi de suite. Les leptons (électron, muon, tau, et les trois neutrinos associés) et les quarks (up, down, charm, strange, top, bottom) en font partie, avec un spin 1/2. Les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli : deux fermions ne peuvent pas occuper le même état. C'est pourquoi dans l'atome les électrons se positionnent sur des couches successives au lieu de s'accumuler sur celle de plus basse énergie. Le spin des bosons ne prend que des valeurs entières : 0, 1, 2, et ainsi de suite. Le fait d'obéir ou non au principe de Pauli est loin d'être trivial : on peut montrer, dans le cadre du formalisme de la théorie quantique des champs, que seules les particules de spin demi-entier y obéissent. Voyage vers l'infiniment petit : Supergravité. La supersymétrie permet l'introduction des interactions gravitationnelles dans la théorie quantique des champs.
En composant de manière appropriée deux transformations de supersymétrie dans le superespace, on engendre une translation dans l'espace-temps quadridimensionnel. Si l'on rend ces transformations locales dans le superespace, en d'autres termes si l'on jauge la supersymétrie, on obtient des translations locales mais également des rotations locales dans l'espace-temps. Supergravité. Voyage vers l'infiniment petit. De la supergravité aux supercordes. La supergravité est-elle la bonne théorie de la gravitation quantique ? Van Nieuwenhuizen, l'un des créateurs des théories de supergravité.
Crédit : Eric Michelson La supergravité est-elle la bonne théorie de la gravitation quantique ? - 2 Photos Lorsque le champ de gravitation est fort, comme c’est le cas pour une étoile à neutron dont 1 cm3 peut peser des millions de tonnes ou pour des trous noirs de masse stellaire, la théorie de la relativité d’Einstein devient indispensable. Elle l'est également lorsqu’il s’agit de considérer l’Univers à grande échelle dont le rayon observable dépasse aujourd’hui les 46 milliards d’années-lumière. Cette conclusion est fausse. En 1976, un groupe de physiciens, Daniel Z. Leçon de supergravité: le modèle de Kaluza-Klein. Plutôt que d'imposer à Susy une invariance globale de supersymétrie comme l'impose la physique quantique, on peut agir localement sur un point de l'espace-temps dans le respect des principes de localité de la théorie de la relativité.
Les opérations de supersymétries qui en découlent permettent de retrouver des équations qui ressemblent à la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) de... la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) . La supergravité fut introduite en 1919 par l'Allemand Théodore Kaluza. Elle unit dans une seule formule la gravitation et l' électromagnétisme (L'électromagnétisme est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude des phénomènes électriques et magnétiques dans leur synthèse du champ...) . Supergravité et supersymétrie.
Suite à la découverte des forces nucléaires, la supergravité fut une des premières théories a avoir porté l’espoir d’unifier toutes ces forces. Cette théorie découle de la relativité générale, tout en se raccrochant à la gravité quantique, grâce a l’apport important de la supersymétrie. C’est donc par cette nouvelle symétrie que la description de la supergravité devra commencer. 2.3.1 - La supersymétrie La supersymétrie est une extension du groupe de Poincaré, auquel on ajoute une symétrie qui associe entre elles des particules de spin différents. Ces transformations relient à chaque particule une autre particule dont le spin lui est inférieur d’une demi-unité, appelée superpartenaire.
Par deux opérations de supersymétrie successives, une particule retrouve sa nature originelle (boson ou fermion). Champs Tensoriels en Supergravité. 2 : le monde est-il un hologramme ? La voûte céleste, telle que la verrait un observateur situé près d'un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie.
À cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, l'image de la Voie lactée n'est plus rectiligne. De plus, les principales constellations sont très déformées. On peut tout de même reconnaître le Sagittaire et le Scorpion en haut à gauche, et Alpha et Bêta du Centaure en bas à droite. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir.
Remarquablement, la physique des trous noirs établit un pont entre une théorie quantique de la gravitation et l'holographie. © Alain Riazuelo, IAP Trou noir (2/2) : le monde est-il un hologramme ? Une solution au problème du paradoxe de l'information avec l'évaporation quantique des trous noirs a été proposée quelques années seulement après le papier révolutionnaire de Strominger et Vafa, datant de 1996. A voir aussi sur Internet.