La théorie des cordes expliquée : un guide de base sur la théorie des cordes

Les 5 idées centrales de la théorie des cordes

Comprendre les tenants et les aboutissants de la théorie des cordes nécessite une étude approfondie, mais vous familiariser avec les principaux éléments de la théorie des cordes vous donnera une compréhension de base de ses concepts de base.

1. Cordes et branes : Les cordes sont des filaments unidimensionnels qui se présentent sous deux formes : des cordes ouvertes et des cordes fermées. Une chaîne ouverte a des extrémités qui ne se connectent pas, tandis qu'une chaîne fermée forme une boucle fermée. Les branes (dérivé du mot « membrane ») sont des objets en forme de feuille auxquels des ficelles peuvent être attachées à chaque extrémité. Les branes sont capables de se déplacer dans l'espace-temps selon les règles de la mécanique quantique.
2. Dimensions spatiales supplémentaires : Les physiciens admettent que notre univers contient trois dimensions spatiales, mais les théoriciens des cordes plaident en faveur d'un modèle qui décrit des dimensions supplémentaires de l'espace. Dans la théorie des cordes, au moins six dimensions supplémentaires ne sont pas détectées car elles sont étroitement compactées en une forme pliée complexe appelée variété Calabi-Yau.
3. Gravité quantique : La théorie des cordes est une théorie de la gravité quantique car elle tente de fusionner la physique quantique avec la théorie de la relativité générale. La physique quantique étudie les plus petits objets de l'univers, comme les atomes et les particules subatomiques, tandis que la relativité générale se concentre généralement sur les objets à plus grande échelle de l'univers.
4. Supersymétrie : Également connue sous le nom de théorie des supercordes, la supersymétrie décrit la relation entre deux types de particules, les bosons et les fermions. Dans la théorie des cordes de supersymétrie, un boson (ou particule de force) a toujours une contrepartie fermion (ou particule de matière), et vice versa. Le concept de supersymétrie est encore théorique, car les scientifiques n'ont encore vu aucune de ces particules. Certains physiciens pensent que c'est parce qu'il faudrait des niveaux d'énergie incroyablement élevés pour générer des bosons et des fermions. Ces particules ont peut-être existé dans l'univers primitif avant le big bang, mais ont ensuite été décomposées en particules de plus basse énergie vues aujourd'hui. Le Grand collisionneur de hadrons (le collisionneur de particules à l'énergie la plus élevée au monde) pourrait à un moment donné générer suffisamment d'énergie pour soutenir cette théorie, bien qu'à ce jour, il n'ait pas mis en évidence de supersymétrie.
5. Forces unifiées : Les théoriciens des cordes pensent qu'ils peuvent utiliser des cordes en interaction pour expliquer comment les quatre forces fondamentales de la nature (la force de gravité, la force électromagnétique, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible) créent une théorie unifiée de tout.

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