Quand les physiciens veulent rassembler leurs forces

摘要

C'est le rêve des physiciens. Leur plus grand espoir. L'unification théorique des quatre forces fondamentales régissant la physique : interaction nucléaire faible (responsable de la désintégration des atomes radioactifs), nucléaire forte (responsable de la cohésion des protons et des neutrons au sein du noyau de l'atome), électromagnétique (qui permet aux électrons de s'associer aux noyaux) et gravitation. Car dans les tout premiers instants de l'Univers, ces forces n'en auraient fait qu'une, avant de se découpler. La séparation de la gravitation se serait ainsi produite 10~(-43) seconde après le Big Bang... En théorie ! Car cet instant, dit mur de Planck, est une barrière infranchissable dans le cadre de la mécanique quantique. Avant, tout est possible. Le modèle standard de la physique des particules, qui décrit les trois premières forces, indique que l'unification est plausible. Tout dépend de l'énergie ou, ce qui revient au même, de la température du milieu. Ainsi, d'après les calculs, force électromagnétique et force nucléaire faible se confondent quand la température dépasse 10~(16) kelvins (un million de milliards) : ils forment la force électrofaible. Celle-ci s'assimile à la force nucléaire forte au-delà de 10~(29) kelvins (cent milliards de milliards de milliards). Au-dessus de 10~(32) kelvins (cent mille milliards de milliards de milliards), la gravitation ne devrait faire qu'une avec les trois autres.