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Dr.M.Z.

LES NOUVELLES THEORIES PHYSIQUES
DE GRANDE UNIFICATION
résumées par
Dr Mustapha Ziadé

Dr.M.Z.

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  • N.B.
    Depuis novembre 2007 (en plus des théories ci-dessous) il y a une toute nouvelle théorie:
    An Exceptionally Simple Theory of Everything, A. Garrett Lisi
    (Abstract: All fields of the standard model and gravity are unified as an E8 principal bundle connection. A non-compact real form of the E8 Lie algebra has G2 and F4 subalgebras which break down to strong su(3), electroweak su(2) x u(1), gravitational so(3,1), the frame-Higgs, and three generations of fermions related by triality. The interactions and dynamics of these 1-form and Grassmann valued parts of an E8 superconnection are described by the curvature and action over a four dimensional base manifold.)

Dr.M.Z.

Les principales nouvelles théories physiques de grande unification (qui unit toutes les interactions fondamentales ou forces pour unifier la mécanique quantique et la relativité générale) sont:

  1. La théorie des cordes et des supercordes

  2. La théorie des boucles

  3. La théorie de géométrie non commutative

  4. La théorie de relativité d'échelle (théorie fractale)

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  1. LA THEORIE DES CORDES ET DES SUPERCORDES

Gabriel VENEZIANO (théoricien au Centre Européen CERN puis professeur au Collège de France à Paris), propose la théorie des cordes (première version en 1968 abandonnée, puis renouveau en 1984).

Dans cette théorie:
Une ''corde'' est un objet sans épaisseur (ayant une seule dimension) vibrant comme une corde de guitare. Les particules élémentaires sont différents modes de vibrations de cordes identiques ayant une longueur de l'ordre de 10^(-34) mètre. Il y a neuf dimensions spatiales et une temporelle, certaines dimensions ne sont pas observables car elles sont repliées ou enroulées sur elles-mêmes. On retrouve le photon (particule de masse nulle et spin 1) et on trouve le graviton (particule de masse nulle et spin 2).

La théorie des supercordes ajoute (à la théorie des cordes) la supersymétrie qui associe un boson (particule d'interaction ou de force) à chaque fermions (particule de matière). L'espace-temps a onze dimensions. Dans le monde, plus de 1000 théoriciens travaillent sur cette théorie.

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  1. LA THEORIE DES BOUCLES

Carlo ROVELLI (physicien italien enseignant à l'Université de Méditerranée à Marseille en France), et Lee SMOLIN (physicien américain de l'Institut Perimeter à Waterloo au Canada) proposent la théorie des boucles (en 1988, puis granularité de l'espace-temps en 1994).

Dans cette théorie:
L'espace-temps est une conséquence du champ gravitationnel (au lieu de voir la gravitation comme une défomation de l'espace-temps). Les lignes de champ modifient les mesures de l'espace-temps. Une ''boucle'' est une unité indivisible d'espace-temps. Donc l'espace-temps est discontinu (granularité de 10^(-35) mètre et 10^(-44) seconde). Ainsi on construit une gravité quantique. Il ne reste plus qu'à vérifier expérimentalement cette théorie.

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  1. LA THEORIE DE GEOMETRIE NON COMMUTATIVE

Alain CONNES, chercheur au CERN (France), propose la géométrie non commutative (première version en 1980, puis il retrouve les particules élémentaires en 1989).

Dans cette théorie:
Le résultat (produit) de deux opérations (opérateurs) dépend de l'ordre dans lequel on les effectue (c'est non commutatif). Par exemple, la position et la vitesse sont des opérateurs non commutatifs. De plus, il faut redefinir les notions de distances, différentielles, ...

En 1989, Connes retrouve les particules élémentaires (dont le boson de Higgs). Puis en 1996, il retrouve toutes les forces de la nature (interaction fondamentales) avec un seul espace-temps non commutatif.

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  1. LA THEORIE DE RELATIVITE D'ECHELLE (THEORIE FRACTALE)

Laurent NOTTALE, (...), propose la théorie de relativité d'échelle (première intuition en 1979, puis premier article détaillé en 1989).

Dans cette théorie:
L'espace-temps est fractal et ses mesures varient en fonction de l'échelle (du zoom). Le trajet le plus court entre deux points n'est plus unique (il y en a une infinité). Les lois de la nature ne dépendent pas de l'échelle c'est le principe de relativité d'échelle. Les effets de la fractalité (mécanique quantique) sont faibles au dessus d'une taille critique (on retrouve la relativité générale).

Nottale retrouve l'équation de Schrodinger en partant de l'équation de Newton. Et il retrouve aussi plusieurs plusieurs principes de la mécanique quantique en partant des principes de la relativité générale.

Remarque: Benoit MANDELBROT commence la géométrie fractale en 1975 (''Fractales'', Ed. Flammarion, Paris, 1998).

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