Le mystérieux graviton et son rôle dans la physique quantique

-

Gravité, électromagnétisme, force nucléaire forte et force nucléaire faible. Ces quatre termes vous semblent sûrement familiers : ce sont les forces fondamentales qui gouvernent l’Univers dans lequel nous vivons. Cependant, de tous, probablement le la gravité C’est le plus familier à nous tous, chargé de garder les pieds sur terre et les planètes du système solaire en orbite autour du Soleil.

Comment la théorie des cordes explique-t-elle le phénomène de la gravité ?

Vous pensez peut-être qu’une force aussi commune et proche n’est pas un mystère, mais vous auriez tort : la gravité est toujours une énigme pour la physique théorique et il semble que seul le gravitonune hypothétique particule non détectée, pourrait apporter une solution à ce problème.

LE LIEN MANQUANT

Définir la gravité a toujours été un grand défi. Depuis la première théorie de Newton jusqu’à la courbure moderne de l’espace-temps d’Einstein, le concept a considérablement varié au cours de l’histoire. Cependant, de nombreux physiciens affirment que la seule solution à cette multi-conceptualité est de fournir une explication à partir d’un point de vue quantique. Ainsi, depuis la seconde moitié du XXe siècle, une grande partie de la communauté scientifique a choisi de trouver une théorie qui unissait toutes ces explications quantiques du monde microscopique à la physique classique qui explique les comportements des « plus grands » : une théorie de tout.

Cependant, la gravité est le lien qui compromet cette hypothèse, puisqu’elle est la seule des quatre forces élémentaires à ne pas avoir une particule spécialisée qui le transporte – La force électromagnétique est transportée par les photons et la force nucléaire faible et forte par les bosons. Pour pallier cet inconvénient majeur, les scientifiques ont tenté d’incorporer une de ces particules dans le cas de la gravité, la graviton. Mais jusqu’à présent, son intégration dans les modèles mathématiques actuels et sa mise en œuvre en tant que particule analogue au photon ou aux bosons a été un désastre complet.

QU’EST-CE QUE LE GRAVITON ?

S’il existe, le graviton devrait être une particule sans masse avec la capacité de se propager à vitesse de la lumière. A tout cela, il faut ajouter qu’il serait également identifié comme une particule neutre en termes de charge, il se couplerait extrêmement faiblement avec d’autres particules, ce qui rendrait sa détection directe un défi monumental. De plus, la théorie quantique de la gravitation exige que le graviton se comporte de manière forme semblable à un photon mais contrairement à l’électromagnétisme : ici les gravitons pourraient interagir avec eux, alors que les photons n’ont vraiment pas cette capacité.

Interaction gravitationnelleInteraction gravitationnelle
LMB

Exemple de l’interaction de la force de gravité.

Ces exigences très spécifiques signifient qu’à ce jour, les tentatives visant à créer une théorie quantique simple de la gravité ont été limitées. échoué. Or, pour résoudre ce problème, une bonne partie de la communauté scientifique choisit de défendre une théorie qui mettrait fin au dilemme et rassemblerait toute la physique sous un seul concept : la théorie des cordes. Cela postulerait que les particules subatomiques, telles que les électrons et les quarks, ne seraient pas des entités ponctuelles, mais plutôt des cordes qui vibreraient dans l’espace à différentes fréquences. Chacun se distinguerait des autres par sa vibration – les électrons oscilleraient à une fréquence différente de celle des photons ou des quarks – et, par conséquent, une de ces fréquences de vibration correspondrait au graviton.

DÉFIS ET QUESTIONS OUVERTES

Malgré tout, son existence reste une hypothèse potentielle qui, si elle se vérifie, pourrait offrir de nouvelles perspectives sur la nature de la gravité et ses conséquences. l’unification avec les autres forces fondamentales. Par exemple, d’un point de vue astrophysicien et cosmologique, l’étude du graviton pourrait aider à comprendre des phénomènes tels que les ondes gravitationnelles, la matière noire et l’énergie noire, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour explorer l’Univers à grande échelle.

De plus, le graviton pourrait aussi avoir applications technologiques potentiels. Bien que sa détection reste un défi de taille, le développement de nouvelles technologies et méthodes expérimentales pourrait ouvrir la porte à des techniques innovantes pour étudier et exploiter la gravité à l’échelle quantique. Ce fait pourrait révolutionner des domaines tels que l’ingénierie spatiale ou la télédétection, même s’il s’agit là d’une hypothèse majeure.

Or, il ne faut pas oublier que, malgré les progrès ou les perspectives prometteuses, il existe encore de nombreux questions ouvertes et grands défis autour du graviton. Sa nature exacte, sa relation avec la gravité quantique ou son rôle dans l’unification des forces fondamentales restent des sujets de recherche actifs et, du moins dans un avenir proche, il semble qu’ils continueront de l’être.

-

PREV Tous les signes indiquent que ce vieux téléphone Nokia sera complètement réinitialisé
NEXT On voyage avec le Magic 6 PRO, on joue à Stellar Blade, on protège votre maison avec un incroyable interphone vidéo ! | ici-casuales-le-show