jeudi 21 juin 2012

Supersymétrie versus Géométrisation Non-Commutative : échec(s) ou(et) pa(t)s dans la description de l'infiniment petit ?

Bienvenue dans l'âge du Milieu 
Après La Guerre des modèles de l'infiniment petit et de l'infiniment grand et celle des Seigneurs de la physique théorique et mathématique voici venu le temps de La Paix du seigneur  des anneaux collisionneurs, le LHC et de sa communauté de chercheurs expérimentateurs du CERN en quête du saint Graal : le(s) boson(s) de Higgs, l'autre nom de la particule de Dieu
Bienvenue dans ce qui pourrait ressembler au Moyen-Age ou plutôt à l'Age du Milieu pour l'Histoire de la Physique des Particules Élémentaires : marquée simultanément par la profusion de ses débats théoriques sans fin à tendance scolastique et l'achèvement de sa dernière cathédrale de haute technologie ... 
On trouvera dans ce qui suit un chapelet de liens utiles au pèlerin qui souhaite approfondir son exploration des Terres quantiques du Monde des Hautes Energies (les sources qui m'ont semblé les plus pertinentes sont toutes en anglais, cette lingua franca qui a remplacé le latin dans les sciences contemporaines). 

Avant le démarrage des expériences au LHC 
http://arxiv.org/abs/0810.1178 : un article de John Ellis (grande figure respectée de la physique théorique au CERN) intitulé : "Prospects for Discovering Supersymmetry at the LHC"
http://arxiv.org/abs/hep-th/0610241 : une présentation à l'état de l'art de la théorie de géométrisation non-commutative du modèle standard écrit par le mathématicien Alain Connes (le principal promoteur du formalisme non-commutatif) et ses collaboratr-ice-eur. 


Après l'analyse des premières données 
http://noncommutativegeometry.blogspot.fr/2008/08/irony   : le billet d'Alain Connes (sur un blog affilié à la promotion de la géométrie non commutative) qui annonce lui même la réfutation expérimentale d'une des prédictions de son modèle. On appréciera l'élégance du geste, relevée d'ailleurs avec fair-play par l'un de ses plus fervents détracteurs sur la blogosphère Lubos Motl (voir son commentaire du billet en question). Ce dernier est , il faut le signaler, un fervent activiste des théories de super-cordes et leurs généralisations (on aura l'occasion d'en reparler plus tard ...). Pour revenir à Connes, on peut dire qu'il met ici en application une philosophie de l'action (voir cette entrevue p32) empruntée au physicien Pierre Gilles de Gennes :


“Le vrai point d’honneur n’est pas d’être toujours dans 
le vrai. Il est d’oser, de proposer des idées neuves, et 
ensuite de les vérifier. Il est aussi, bien sûr, de savoir 
reconnaître publiquement ses erreurs. L’honneur du 
scientifique est absolument à l’opposé de l’honneur de 
Don Diègue. Quand on a commis une erreur, il faut 
accepter de perdre la face.”


http://arxiv.org/pdf/0806.4268v1.pdf : cette revue de détail des enjeux du LHC par le physicien-épistémologue Alexei Grinbaum contient entre autre une présentation synthétique intéressante des théories connues (autres que celle de géométrisation non-commutative) et en particulier les variantes supersymétriques (à noter : il faut rajouter 2 ans à toutes les dates prévisionnelles annoncées dans l'article à cause du retard pris par les expériences du LHC suite à ses déboires initiaux naturellement pas prévus par Grinbaum ... ). Il y explique clairement pourquoi si l'absence de découverte de particules supersymétriques par les précédents accélérateurs (LEP et Tevatron) n'est pas une réfutation définitive des théories qui les prévoient, elle induit des contraintes très difficiles à respecter par leurs avatars futurs.

http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=4696 : voilà un billet légèrement acerbe sur les difficultés des théories supersymétriques à rester compatibles avec l'espace des paramètres expérimentaux de plus en plus contraint qu'est en train de tracer le LHC dans sa course vers les hautes énergies et donc l'infiniment toujours plus petit. L'auteur de ce blog est un professeur de "mathématiques orientées physique" plutôt sceptique sur la pertinence physique des théories des cordes pour qui la supersymétrie est un élément vital.

http://arxiv.org/pdf/1110.3568.pdf : puisque c'est l'expérience qui tranche en Physique voici un article intitulé "Supersymmetry in Light of 1/fb of LHC Data" qui fait donc la lumière sur l'analyse des données récentes et les contraintes sur les théories supersymétriques les plus simples. Pour le dire rapidement, suivant les auteurs, la découverte d'un boson de Higgs de masse substantiellement supérieure à 120 GeV constituerait une invalidation claire des modèles supersymétriques les plus simples (dits modèles minimaux). Or les résultats des précédents accélérateurs et ceux préliminaires du LHC favorisent une fenêtre entre 120 et 130 GeV. Si la masse était finalement plus proche de 120 GeV des particules supersymétriques devraient bientôt être mise en évidence, si au contraire le boson de Higgs est plus proche de 130 GeV alors il faudrait attendre (beaucoup) plus longtemps pour espérer mettre en évidence des particules supersymétriques ...
A l'heure où j'écris ces lignes plusieurs mois sont passés depuis la prépublication de cet article et la statistique des mesures accumulées semble donner un résultat final autour de ... 125 GeV !

Per aspera ad astra / Par des sentiers ardus jusqu'aux étoiles / A rough road leads to the stars 
Ces mots sont les derniers du discours des voeux 2012 de Rolf Heuer, directeur du CERN. Il s'agit d'une belle conclusion pour ce billet je crois.

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