La physique

Les chercheurs utilisent les idées de Richard Feynman pour développer une `` théorie du tout '' fonctionnelle

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La théorie de tout est l'idée que toutes les principales forces physiques du monde qui nous entoure: la gravité, les forces nucléaires fortes et faibles et l'électromagnétisme, peuvent être transformées en une seule théorie globale.

À l'heure actuelle, les théories de la physique résolvent une ou deux des interactions de ces forces, mais personne ne les explique toutes ensemble, pour le moment. Les physiciens sont en train de réviser une expérience proposée par Richard Feynman en 1957 pour trouver, espérons-le, une théorie unificatrice de tout.

Les chercheurs de l'Université d'Oxford et de l'University College London (UCL) ont trouvé avec succès une théorie qui combine l'électromagnétisme et la force nucléaire faible, mais aucune ne les relie tous. Steven Weinberg, physicien théoricien de l'équipe et lauréat du prix Nobel, dirige la recherche.

Les lois d'Einstein sur la relativité générale et les théories de la mécanique quantique font un travail fantastique pour expliquer le monde lorsqu'elles sont maintenues dans leurs propres domaines. Cependant, ils s'effondrent si vous utilisez les idées qu'ils contiennent pour expliquer la physique que la théorie ne régit pas.

Afin de comprendre ce que la théorie de tout signifierait pour la physique et le travail qui se poursuit pour revitaliser les idées de Feynman, nous devons d'abord comprendre toute la portée d'une «théorie de tout».

Quelle est la théorie de tout

La théorie de tout, ou TOE, est en bref un cadre unique et global qui relie tous les aspects de l'univers, de la relativité à la mécanique quantique. La théorie de tout n'est pas une théorie en soi avec des idées pleinement étoffées, mais plutôt un terme pour décrire la théorie potentielle qui peut venir relier tous les points du monde physique.

La recherche d'une TOE se poursuit depuis un certain temps déjà dans le monde de la physique. La théorie des cordes, une théorie de physique quantique plus courante, a été présentée comme une théorie possible de tout dans le passé; La théorie M en est une autre. Ces deux théories reposent sur les idées de relativité générale et de mécanique quantique. Bien que ce soient des théories elles-mêmes qui ne se chevauchent pas dans leurs domaines.

L'une des citations les plus célèbres de Richard Feynman est«Je pense que je peux affirmer avec certitude que personne ne comprend la mécanique quantique.»

D'un point de vue contextuel, cela peut sembler déroutant, sachant que Feynman était l'un des plus grands esprits à vivre au cours des 100 dernières années. Cependant, c'était une excellente représentation de ce qu'il pensait du champ, qu'il ne pouvait pas être facilement présenté à travers des métaphores ou par rapport à la réalité observable. La façon dont fonctionne la mécanique quantique est si différente de la physique du bon sens qu'il faut une perspective unique pour même commencer à saisir.

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Feynman était unique dans la façon dont son cerveau travaillait pour comprendre les choses. Son biographe, James Gleick, a noté que Feynman avait du mal à comprendre pourquoi les humains de tous les jours avaient besoin de théories liées à eux de manière tangible.

Il était capable d'appréhender et de comprendre la nature simplement en lisant et en observant des équations et des mathématiques. Feynman était également extrêmement doué pour aborder des sujets très complexes et les expliquer simplement, une compétence qu'il notait n'était présente que si vous compreniez vraiment quelque chose.

Feynman a travaillé sur des expériences et des théories incroyables à son époque, et a même remporté le prix Nobel en 1965. L'une de ses contributions les plus précieuses au domaine de la science était peut-être celle de l'électrodynamique quantique, l'idée d'interaction entre toute la lumière et la matière. , reliant ensemble la mécanique quantique et la relativité restreinte.

Suite à cela, il a proposé quelque chose connu sous le nom de chemin de formulation intégrale, une théorie qui prenait en compte toutes les trajectoires potentielles d'une particule donnée entre deux points donnés.

Les physiciens déclarent que s'ils sont capables de détecter la gravité sur des particules quantiques, au niveau quantique, alors ils seraient mieux à même de comprendre pourquoi la gravité a une interaction aussi étrange avec le royaume quantique. Feynman a eu l'idée de tester la gravité quantique autour de la superposition quantique, ou l'idée qu'une particule existe dans tous les états potentiels avant de la mesurer, à quel point elle n'est que dans un état.

Feynman croyait qu'en utilisant l'intrication quantique, vous pouviez prendre une masse, la placer dans un champ gravitationnel et l'amener à s'emmêler au niveau quantique. Ensuite, en utilisant des capteurs finement réglés, l'observateur pourrait détecter les interférences du champ. L'interférence du champ gravitationnel amènerait la masse à prendre un emplacement spécifique. Cela permettrait aux chercheurs de détecter et de mesurer la gravité quantique.

Cette expérience proposée par Feynman est ce que les équipes de chercheurs s'efforcent de reproduire et d'étoffer. Les chercheurs d'Oxford craignent que, puisque l'expérience initiale de Feynman n'avait aucun moyen de mesurer directement l'intrication quantique, ils ne seraient pas en mesure d'établir définitivement un lien avec la gravité quantique.

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Cela dit, les chercheurs ont mis au point un moyen de quantifier deux masses et de les enchevêtrer, ce qui leur permettrait de détecter définitivement la gravité quantique. Chacune des masses serait dans un état de superposition et serait connectée par intrication quantique à un champ de gravité quantique.

L'expérience est en cours de développement et pourrait conduire à un chemin encore meilleur vers une théorie de tout. Cependant, rien ne garantit que l'expérience fonctionnera et la gravité quantique pourrait finir par être beaucoup plus difficile à détecter qu'on ne le pensait.

Cela dit, des recherches intenses se poursuivent encore à travers le monde pour découvrir une théorie fonctionnelle de tout, ce qui conduirait à une compréhension complètement nouvelle de la façon dont l'univers s'articule.


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