De nouveaux modèles de la théorie des cordes pour expliquer l’Univers primordial
Depuis 30 ans, la théorie des cordes tente d’expliquer avec élégance et simplicité les questions les plus profondes de la physique fondamentale. Une partie des recherches menée dans le cadre du projet STRINGLEEFT financé par l’UE visait à renforcer la compréhension et la description des compactifications d’une théorie des cordes en 10 dimensions dans un univers en 4D grâce à des outils mathématiques avancés. Sur la base des modèles de compactification, la deuxième partie des recherches a porté sur les problèmes fondamentaux de la cosmologie et de la physique des particules, et des prévisions expérimentales pouvant être testées dans des expériences actuelles et à venir. L’extension de la mécanique quantique des particules localisées et isolées à des champs existant partout permet à la théorie des champs quantiques de décrire de manière générale la cosmologie et la physique des particules. Certains modèles de la théorie des champs de l’Univers peuvent être intégrés à la gravité quantique. Des chercheurs ont étudié les contraintes de régularité sur des modèles cosmologiques prometteurs, montrant ainsi que certaines classes sont irrégulières. Ils ont identifié de nouveaux modèles de théorie des cordes répondants aux critères nécessaires. Les résultats des recherches ont mieux expliqué les propriétés de la théorie des cordes et le lien entre la théorie des cordes et les modèles cosmologiques. L’expansion rapide que l’Univers aurait connue peu de temps après sa naissance est extrêmement sensible aux effets de gravité quantique et difficile à intégrer à la théorie des cordes. L’équipe du projet a identifié un nouveau modèle d’expansion utilisant les effets de la gravité quantique. Le modèle comporte des signatures distinctes qui pourront être testées dans le cadre des observations cosmologiques à venir. Des ondes gravitationnelles primordiales sont produites pendant l’expansion, mais leur amplitude n’est pas fixée par elle. Les chercheurs ont identifié une forte limite supérieure pour l’amplitude des ondes gravitationnelles primordiales suite à la théorie des cordes. Cette dernière sera la cible d’une nouvelle génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles primordiales. Les travaux du projet STRINGLEEFT contribuent à un objectif scientifique de longue date qui vise à comprendre l’origine de notre univers, sa composition et son évolution. Les résultats peuvent aussi être directement reliés aux expériences et aux observations, favorisant ainsi de nouveaux programmes expérimentaux, lesquels amèneront de nouvelles avancées technologiques.
Mots‑clés
Théorie des cordes, gravité quantique, cosmologie, compactifications
