Grande unification

Particules du modèle standard de la physique, sur lesquelles se basent les théories GUT.

Enphysique théorique,une théorie degrande unification,encore appelée GUT (pourGrand Unified Theoryenanglais) est un modèle de laphysique des particulesdans lequel les troisinteractions de jaugedumodèle standard(électromagnétique,nucléaire faibleetnucléaire forte) se fusionnent en une seule à hautes énergies. Cette interaction unifiée est caractérisée par une symétrie de jauge plus grande et donc plusieurs vecteurs de force, mais une seuleconstante de couplageunifiée. Si une Grande Unification est vérifiée dans la nature, alors il est possible que dans le tout début de l'univers il ait existé uneère de grande unificationdans laquelle les forces fondamentales ne faisaient qu'une.

Dans son état actuel, lemodèle standard,bien que très précis, possède néanmoins beaucoup de paramètres libres et en particulier décrit les trois interactions fondamentales précédentes avec trois constantes de couplage différentes.

L'unification de lagravitéavec les trois autres interactions fournirait unethéorie du tout(en anglais,TOEpourtheory of everything) et non plus une grande unification. Par contre, les théories de grande unification devraient tracer le chemin vers une théorie du tout.

Au début duXXI^esiècle,aucune GUT n'a encore convaincu de sa réussite complète.

Unification en physique

D'une façon générale, il est naturel en physique de chercher à unifier la description des interactions.James C. Maxwella été le premier à effectuer l'unification des phénomènesmagnétiqueetélectriqueavec sa théorie de l'électromagnétisme.Avec l'avènement de lamécanique quantiqueet le développement de la version quantique de l'électromagnétisme – plus précisément d'une «théorie quantique des champs» – appeléeélectrodynamique quantique,il a été possible de fusionner cette dernière avec l'interaction faible,plus récemment découverte, au sein de lathéorie électrofaible^[1].La découverte par la suite de lachromodynamique quantiqueexpliquant la structure dunoyau atomiqueen termes dequarkssera alors la dernière pièce de l'édifice constitué par le modèle standard qui incorpore les trois interactions dans une théorie unifiée basée sur ungroupe de jauge $SU(3)\times SU(2)\times U(1)\,$ .

Notes et références

(en)Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé«Grand Unified Theory»(voir la liste des auteurs).

↑Ceci a valu, en 1999, àGerard 't HooftetMartinus J.G. Veltmande recevoir leprix Nobel de physiquepour la découverte de la structure quantique de l'interaction électrofaible.

Bibliographie

Pierre Fayet,« La grande unification » (pp. 117-138),InMarie-Odile Monchicourt (sous la direction de),Chaos et Cosmos,Paris, Éditions Le Mail, 1986,(ISBN 2-226-15564-3)
(en)A. Hebecker et J. Hisano, «16. Grand Unified Theories»,Review of Particle Physics,‎2017(lire en ligne[PDF],consulté le16 mars 2022).
Dennis Sciama,«Les bases physiques de la théorie du champ unifié»,Annales de l'IHP,Gauthier-Villard,t.17,n^o1,‎1961(lire en ligne[PDF],consulté le16 mars 2022).

Articles connexes

Théorie du tout

Portail de la physique

[1] Ceci a valu, en 1999, àGerard 't HooftetMartinus J.G. Veltmande recevoir leprix Nobel de physiquepour la découverte de la structure quantique de l'interaction électrofaible.

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