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Publiscopie
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Warped
Passages
Unraveling the mysteries
of Universe's hidden dimensions
par Lisa RandallPenguin,
Juin 2005
présentation
et commentaires par Jean-Paul Baquiast 28/10/05
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 Lisa
Randall est professeur de physique à l'Université
Harvard, où elle a obtenu son PhD en 1987. Entre
1998 et 2001, elle a professé à Princeton
et au MIT, avant de rejoindre Harvard en 2001. Ses recherches
concernent les aspects théoriques de la physique
des hautes énergies et visent en particulier
à explorer la physique sous-jacente au modèle
standard de la physique des particules. Elles l'ont
conduite à étudier la supersymétrie
et plus récemment les extra-dimensions de l'espace.
Le
livre, si on en croit les revendeurs en ligne, a obtenu
très vite un accueil remarquablement favorable
de la critique.
Pour
en savoir plus:
Lisa
Randall. Page personnelle
http://physics.harvard.edu/people/facpages/randall.html
Présentation
de Lisa Randall dans Edge
http://www.edge.org/3rd_culture/bios/randall.html
Interview
de l'auteur dans Science Watch
http://www.sciencewatch.com/july-aug2001/sw_july-aug2001_page3.htm
Sur
le modèle standard, lire The Theory of Almost
Everything : The Standard Model, the Unsung Triumph
of Modern Physics par Robert Oerter, Pearson Education
2006
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Nous
avons plusieurs raisons de nous intéresser ici à
Warped Passages (Passages imbriqués), le livre de la
physicienne de Harward Lisa Randall. La première est
qu'il s'agit de l'exposé de travaux qui permettront
peut-être de sortir de l'irritant problème posé
par la théorie des cordes (String Theory) dans son
état actuel. Celle-ci fait l'hypothèse que le
tissu premier de l'univers, c'est-à-dire les constituants
fondamentaux de la matière et de l'énergie,
serait fait, non de particules mais de cordes et boucles qui
vibreraient dans un espace à 10 dimensions. Ce seraient
elles qui, selon les types de vibration adoptées, en
fonction des énergies présentes, donneraient
l'illusion de l'existence des particules que nous connaissons,
électrons, protons, etc. Elles seraient si petites
qu'elles échapperaient à l'action de n'importe
quel accélérateur de particules aujourd'hui
réalisable et ne pourraient donc pas être mises
en évidence directement. Les physiciens qui défendent
la théorie des cordes, ou une de ses versions, dite
de la gravitation quantique en lacet (voir
notre article concernant Lee Smolin) le font parce qu'ils
y voient la seule façon à ce jour concevable
de réconcilier la mécanique quantique et la
théorie de la gravitation qui restent incompatibles
– bien que l'une et l'autre, dans leur domaine, aient
accumulé les preuves expérimentales de leur
« justesse ». Mais beaucoup d'autres physiciens
restent réservés à l'égard d'hypothèses
qui demeurent du seul domaine de la spéculation théorique,
faute de pouvoir être prouvées de façon
expérimentale. La science a toujours répugné
à renoncer à la sanction de la vérification
par des preuves instrumentales.
Lisa
Randall ne se satisfait pas de cette situation. Elle a
depuis quelques années, au cours d'une brillante
carrière consacrée à la physique
théorique, développé une approche
qu'elle qualifie de « construction de modèles
» (model building). Par ce terme, elle propose de
mini-théories qui visent à poser des questions
susceptibles d'être testées de façon
expérimentale. En cas de succès, ces mini-théories
pourraient être rapprochées afin de contribuer
à une théorie plus générale.
On pourrait prendre une comparaison tirée de l'exploration
spatiale. Plutôt que proposer d'emblée
une théorie générale de la planète
Mars qui ne serait pas vérifiable aujourd'hui,
on formulerait des hypothèses plus limitées,
sur la présence d'eau ou de carbone, par
exemple, qui pourraient faire l'objet de vérifications
expérimentales en utilisant les sondes actuelles.
Le grand espoir de Lisa Randall, on le devine, est de
pouvoir soumettre au Grand Accélérateur
de Hadrons (LHC) qui se construit actuellement au CERN
des hypothèses entrant dans le champ des énergies
que celui-ci pourra produire. Beaucoup de physiciens attendent
cette machine avec impatience, mais comme on le voit,
tous ne se focalisent pas sur le supposé Boson
de Higgs.
Une
des hypothèses que Lisa Randall et son collaborateur
Raman Sundrum voudraient tester au CERN vise à
comprendre pourquoi la gravité est si faible, par
rapport aux autres forces identifiées dans le modèle
standard. Ne me demandez pas ici d'expliquer comment
ils procéderont. Disons seulement que ces deux
physiciens ont repris l'idée, de plus en
plus répandue d'ailleurs, que le tissu profond
de l'univers pourrait être fait de branes
ou membranes existant dans un espace à plusieurs
dimensions, incluant notre univers à 4 dimensions
qui flotterait sur les autres comme une feuille de papier
à 2 dimensions flotte dans une pièce à
3 dimensions. Mais ces dimensions supérieures,
au lieu d'être infiniment petites, pourraient
être très grandes, voire infiniment grandes.
Dans le modèle proposé par lise Randall,
la présence d'une force de gravité
faible s'expliquerait. De plus, sa théorie
prédit l'existence de particules nouvelles
et peut-être de minis trous noirs qui pourraient
être mis en évidence par le LHC. Si ces prédictions
se vérifiaient, confirmant l'existence de
nouvelles dimensions de grande taille, la physique actuelle
serait bouleversée.
Le
livre ne se borne pas à présenter ces hypothèses.
Il refait d'une façon claire l'histoire
de la physique des cent dernières années,
en l'illustrant d'exemples pris dans les arts
et les lettres. L'auteur a tenu le pari de faire appel
le moins possible aux formules mathématiques. Nous
pensons que des lecteurs connaissant un peu de physique
(et un peu d'anglais) trouveront intérêt
à lire ce livre, qui ne sera probablement jamais
traduit en français.
Un
autre des intérêts présentés
par l'ouvrage est que c'est l'œuvre
d'une femme, dans un milieu, celui de la physique
théorique, où 90% des chercheurs (selon
des statistiques que je n'ai pas vérifiées)
seraient masculins. On verra en parcourant le cursus remarquable
de l'auteur et la liste de ses publications qu'il
est très possible d'être une femme,
de faire une brillante carrière scientifique et
même d'émettre des hypothèses
si audacieuses qu'elles lui vaudront peut-être
un jour le prix Nobel. Les physiciennes européennes
qui travaillent au CERN (notamment italiennes) devraient
se trouver encouragées, afin de produire à
leur tour des ouvrages de cette ambition.
