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Concept
Théorie des cordes
Résumé
En physique fondamentale, la théorie des cordes est un cadre théorique dans lequel les particules ponctuelles de la physique des particules sont représentées par des objets unidimensionnels appelés cordes. La théorie décrit comment ces cordes se propagent dans l'espace et interagissent les unes avec les autres. Sur des échelles de distance supérieures à l'échelle de la corde, cette dernière ressemble à une particule ordinaire, avec ses propriétés de masse, de charge et autres, déterminées par l'état vibratoire de la corde. En théorie des cordes, l'un de ces états vibratoires correspond au graviton, une particule décrite par la mécanique quantique qui véhicule l'interaction gravitationnelle. Ainsi, la théorie des cordes est une théorie de la gravité quantique.
Puisque la théorie des cordes fournit potentiellement une description unifiée de la gravité et de la physique des particules, elle est candidate à une théorie du tout, un modèle mathématique autonome qui décrit toutes les forces et toutes les formes de matière. Malgré de nombreux travaux sur ces problèmes, on ne sait pas dans quelle mesure la théorie des cordes décrit le monde réel ni quelle liberté le cadre théorique laisse dans le choix de ses détails.
La théorie des cordes a été appliquée à divers problèmes de
physique des trous noirs (elle permet, par exemple, de reproduire la formule de Bekenstein et Hawking pour l'entropie des trous noirs) ;
cosmologie ;
physique des particules ;
physique nucléaire ;
physique de la matière condensée.
Elle a, d'autre part, stimulé un certain nombre de développements majeurs en mathématiques pures. Elle a permis notamment de conceptualiser la symétrie miroir en géométrie.
La physique théorique repose aujourd'hui sur deux grandes théories, en ce qui concerne la physique des particules :
la relativité générale, une théorie de la gravitation qui décrit l'interaction gravitationnelle dans le cadre relativiste ;
la mécanique quantique (et son extension, la théorie quantique des champs), qui décrit les particules élémentaires comme des ondes (comme la lumière dans la théorie classique pré-relativiste) ; ces particules sont plus ou moins délocalisées, contrairement aux particules classiques qui sont des objets parfaitement localisés.
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