INTERACTION FORTE RELATIVITÉ GÉNÉRALE Graviton Énergie noire Ma9ère noire

(1)

INTERACTION FORTE RELATIVITÉ

GÉNÉRALE

Graviton Énergie

noire

Ma9ère noire

(2)

2

UN PEU D’ORDRE?

(3)

INTERACTION FORTE RELATIVITÉ

GÉNÉRALE

Graviton Énergie

noire

Ma9ère noire

(4)

INTERACTION

FORTE GÉNÉRARELATIVITLE É

Graviton Énergie

noire

Ma9ère noire GRAVITATION

ÉLECTROMAG Interac9ons fondamentales:

FORTE FAIBLE

(5)

RELATIVITÉ GÉNÉRALE

Graviton Énergie

noire

FORTE FAIBLE

RELATIVITÉ

RESTREINTE MÉCANIQUE QUANTIQUE THÉORIE

QUANTIQUE DES CHAMPS Théories Cadres:

MÉCANIQUE CLASSIQUE

(6)

Graviton Énergie

noire

FORTE FAIBLE

RELATIVITÉ

Théories des interac9ons fondamentales:

ÉLECTROD QQ

CHROMOD QQ ÉLECTRO

FAIBLE

(7)

GRAVITATION

FORTE FAIBLE

RELATIVITÉ

ÉLECTROD QQ

CHROMOD QQ ÉLECTRO

FAIBLE

Concepts « chauds » de l’actualité scien9ﬁque:

Ondes gravita- 9onnelles

Trous

noirs Énergie

noire Ma9ère

noire

Champ de Higgs

(8)

RELATIVITÉ

Concepts « chauds » de l’actualité scien9ﬁque:

Ondes gravita- 9onnelles

Trous

noirs Énergie

noire Ma9ère

noire

Champ de Higgs

Accéléra9on de l’expansion

de l’Univers

Vitesses de rota9ons galaxie/amas

+ Masses des par9cules + faible et EM Neutrinos:

Nature, propriétés

Asymétrie Ma9ère- an9ma9ère Observa9ons cruciales:

GRAVITATION

FORTE FAIBLE

ÉLECTROD QQ

CHROMOD QQ ÉLECTRO

FAIBLE

(9)

Quelles relations entre les théories ?

(10)

10

MÉCANIQUE QUANTIQUE

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(11)

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(12)

12

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(13)

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

GRAVITATION

ÉLECTROMAG

(14)

14

ÉLECTROMAG GRAVITATION

Électromag de Maxwell Théorie de la

gravita9on

FORTE FAIBLE

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(15)

Rela9vité générale

gravita9on

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(16)

Électro dynamique

rela9viste Rela9vité

générale

16

gravita9on

FORTE FAIBLE

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(17)

Électrodyna mique QQ Électro

dynamique rela9viste

gravita9on

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(18)

FAIBLE Électro-

faible Électrodyna

mique QQ Électro

18

gravita9on

FORTE

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(19)

CHROMOD Électro- Électrodyna

mique QQ Électro

gravita9on

TQC RELATIVITÉ

RESTREINTE

(20)

20

Et

Les sujets « chauds » de l’actualité?

(21)

RELATIVITÉ RESTREINTE

TQC

Électrodyna mique QQ FORTE

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

(22)

22

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

PHYSIQUE DES PARTICULES ET MODÈLE STANDARD

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

(23)

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

(24)

24

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

PHYSIQUE DES PARTICULES ET MODÈLE STANDARD

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

+ Masses par9cules + Électrofaible

(25)

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Champ de Higgs + Masses

(26)

26

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

PHYSIQUE DES PARTICULES ET MODÈLE STANDARD

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Champ de Higgs

(27)

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

(28)

28

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

PHYSIQUE DES PARTICULES ET MODÈLE STANDARD

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Champ de Higgs

Ma9ère noire

(29)

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Ma9ère noire

Vitesses de rota9ons galaxie/amas Accéléra9on de

l’expansion de l’Univers

(30)

30

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

PHYSIQUE DES PARTICULES ET MODÈLE STANDARD

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Champ de Higgs

Ma9ère noire

Énergie noire

Accéléra9on de l’expansion de

l’Univers

(31)

TQC

CHROMOD QQ

FAIBLE Électro-

faible

ASTROPHYSIQUE ET COSMOLOGIE

Trous noirs Ondes

gravita- 9onnelles

Ma9ère noire

Énergie noire

Accéléra9on de l’expansion de

l’Univers

(32)

32 Théories Cadres:

Mécanique classique 1687, Newton Mécanique rela9viste

1905, Einstein Mécanique quan9que

1926-27, Schrödinger, Heisenberg, Born, Dirac Théorie quan9que des champs (TQC) 1926-30, Born, Jordan, Heisenberg, Dirac, Pauli InteracBons fondamentales:

Gravita9on 1687, Newton Électromagné9sme

1864, Maxwell Interac9on faible

1933, Fermi Interac9on forte

1935, Yukawa, 1970’s Conﬁnement (QCD)

Théories des interacBons fondamentales:

Rela9vité générale (Gravita9on + rela9vité) 1915, Einstein

Électrodynamique quan9que (EM + TQC) 1946-49, Dyson, Feynman, Schwinger, Tomonga

Interac9on électrofaible (Int faible + EM + TQC) 1960’s, Glashow, Salam, Weinberg.

Chromodynamique quan9que (Interac9on forte + TQC) 1973, Politzer, Wilczek, Gross.

(33)

Ondes GravitaBonnelles

1916 prédic9on théorique, Einstein 2016 mise en évidence, LIGO-Virgo

Trous Noirs

1916 prédic9on théorique, Schwartzchild 1970’s, mises en évidences indirectes, Cygnus X-1 Concepts directement issus de la théorie:

Graviton

La gravita9on est une interac9on fondamentale.

Dans la logique du modèle standard, la par9cule médiatrice devrait donc exister.

Sa mise en évidence reste pour l’instant très inaccessible expérimentalement.

(34)

Énergie noire:

•  1990’s Observa9ons: l’expansion de l’Univers est accélérée;

Problème: comment rendre compte de l’accéléra3on de l’expansion de l’Univers?

•  1998 émergence de l’idée de l’énergie noire, Perlmuoer, Schmidt & Riess;

•  Recherches en cours pour idenBﬁer sa nature.

MaBère noire:

•  Observa9on : les vitesses de rota9on des galaxies/amas de galaxies, et les quan9tés de ma9ère les cons9tuant ne correspondent pas (3^e loi de Kepler en défaut);

Problème: comment rendre compte des vitesses de rota3ons compte tenu des quan3tés de ma3ère « visibles »?

•  1933 émergence de l’idée de la ma9ère noire, Zwicky;… Rubin, Ford (1970’s)

•  Recherches en cours pour idenBﬁer sa nature et le(s) mécanisme(s) d’interacBon ObservaBons cruciales, extensions des théories et

invesBgaBons associées Champ de Higgs

•  Constat: les par9cules élémentaires sont massives;

Problème: D’où viennent les masses des par3cules élémentaires ?

•  1964 prédic9on du champ de Higgs, Higgs, Brout & Englert;

•  2012 Découverte (mise en évidence expérimentale) du boson de Higgs au CERN