La physique s’envole vers d’autres dimensions

lundi 13 février 2006

Les physiciens de la Northeastern University et de l’University of California pourraient bientôt détenir la clef permettant de réunir les quatre forces fondamentales de la nature et de démontrer qu’il existe d’autres dimensions.

À L’AIDE DE NEUTRINOS

Les premiers résultats proviennent d’un détecteur au pôle Sud répondant au doux nom d’AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array). Selon les recherches publiées dans le dernier numéro de Physical Review Letters, les particules très chargées en énergie appelées neutrinos et venues de l’espace pourraient être utilisées pour vérifier l’existence de mondes au-delà des trois dimensions que nous connaissons.

Jusqu’ici, AMANDA a permis de découvrir une douzaine de neutrinos très riches en énergie. A cela vient s’ajouter la construction actuelle d’un détecteur doté d’un taux de détection et d’un domaine d’énergie plus étendus du nom d’ICECUBE. Il pourrait permettre d’obtenir les preuves nécessaires à la réunion des quatre forces fondamentales à l’aide des théories physiques suivantes : la théorie des cordes, la théorie des autres dimensions et la théorie de la supersymétrie.

Ces théories ont été élaborées au cours des dernières années pour faire le lien entre la relativité générale d’Einstein et la mécanique quantique.

LES QUATRES INTERACTIONS FONDAMENTALES

La mécanique quantique permet de réunir trois des quatre forces fondamentales : la force électromagnétique, l’interaction forte (à l’origine de la cohésion des noyaux atomiques) et l’interaction faible (qui cause la dégradation bêta radioactive). Cette théorie n’est cependant pas compatible avec la théorie de la relativité générale, qui est l’explication couramment adoptée pour la quatrième force, la force gravitationnelle.

Les physiciens affirment que les indices sur l’unification des forces fondamentales ne sont présents qu’à des énergies extrêmes. L’utilisation des accélérateurs de particules a montré aux scientifiques qu’en présence d’énergies élevées, la force électromagnétique et l’interaction faible sont impossibles à distinguer. Pour la prochaine génération d’accélérateurs, on prévoit qu’à des énergies plus élevées, l’interaction forte deviendra également impossible à dissocier de l’interaction faible et de la force électromagnétique.

Les chercheurs savent qu’ils ont besoin d’énergies supérieures pour trouver le lien avec la gravité. Or, les neutrinos si riches en énergie constituent une occasion d’explorer le lien entre les forces fondamentales sans utiliser d’accélérateurs de particules, qui nécessitent une quantité phénoménale d’énergie.

PUISER L’ÉNERGIE DE L’ESPACE

« Les accélérateurs de particules construits par l’homme sur Terre ne peuvent pas encore générer ces énergies, mais la nature le peut, sous la forme des neutrinos les plus riches en énergie », explique un des scientifiques.

« Les neutrinos accélérés dans le cosmos et qui atteignent des énergies que nous ne pouvons pas atteindre sur Terre peuvent nous aider à dessiner un croquis de la nouvelle physique ».

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