« Dans le coin droit, arborant le maillot bleu et faisant 153 kilos à la pesée : la théorie générale de la relativité! Du coté opposé, vêtue de rouge et faisant aussi 153 kilos à la pesée : la théorie quantique! Mesdames et messieurs, faites vos jeux! » Oui, faites vos jeux… Pour qui allez-vous parier?

     Il faut bien prendre parti puisque les deux titans de la physique demeurent, depuis leur création, incompatibles : l’une ne peut tenir compte de l’autre sans aboutir à certaines aberrations. Pour l’instant, on se complaît à parier sur les deux en même temps, utilisant tantôt l’une ou parfois l’autre pour expliquer différents phénomènes… Et encore, maintes interrogations demeurent insolvables par les deux colosses : « D’où proviennent les quatre forces rencontrées? Pourquoi observons-nous autant de types de particules élémentaires? Pourquoi les particules possèdent-elles des masses, des charges ou des spins? Pourquoi l’Univers semble-t-il quadridimensionnel? De quelle nature est l’espace-temps? etc. » Bref, les questions ne manquent pas, mais l’outillage disponible, lui, semble insuffisant.

    Depuis une trentaine d’années, un arbitre tente de s’interposer : la théorie des cordes. Cette théorie vient mettre un terme aux cauchemars des physiciens en essayant de combiner théorie quantique et gravité. Comment compte-elle s’y prendre? Avec des bouts de ficelles bien spéciales. Imaginez une corde de guitare qu’on fait vibrer en la pinçant. Le son qu’elle produit est un mélange de plusieurs harmoniques, c’est-à-dire de plusieurs modes d’oscillation. Selon la théorie des cordes, notre univers serait basé sur de minuscules cordes vibrant à différents modes d’excitations. Ces différents modes seraient les particules élémentaires observées en laboratoire.

      Le plus étrange avec cette théorie provient de sa subdivision en six. Aussi curieux que cela puisse paraître, la théorie de « l’unification » approche le problème à différents angles à la fois… Étudierons-nous seulement des cordes fermées ou ouvertes? Ensuite, nous penchons-nous sur les fermions seulement ou sur les bosons aussi? Ces questions donnent naissance aux différentes branches de la théorie mère. Par exemple, afin d’inclure les fermions à la théorie, celle-ci nous oblige à amener le concept de supersymétrie. Cette même symétrie insinue qu’à chaque boson correspond un fermion de même masse. Sommairement, la supersymétrie relie les particules transmettant les forces à celles constituant la matière. Une explication du fait qu’aucun partenaire « supersymétrique » n’a jamais été observé veut que cette absence soit due à la masse trop imposante de ces particules, ainsi indécelables dans les accélérateurs actuels. On estime que d’ici 2005, les accélérateurs de particules deviendront assez puissants pour observer ces petits timides. Voilà au moins un espoir pour les fervents de la dite théorie !

     Oh! J’oubliais presque de faire mention d’une des facettes la plus « amusante », mais non moins sensée, du nouveau médiateur : ses dimensions. Pour que la mathématique de la théorie des cordes, étudiant les bosons, soit cohérente, elle requiert non pas 4, mais 26 dimensions! Dans les cinq autres théories des cordes, exemptées de bosons, on réussit à diminuer ce nombre à 10… Cependant, l’idée n’est pas nouvelle. En effet, celle-ci germa dans l’esprit de Kaluza et Klein dès les années 1920. Ceux-ci démontrèrent que de très petites dimensions, enroulées sur elles-mêmes à la manière de tores, pourraient très bien coexister avec les quatre dimensions que nous connaissons, n’altérant nullement les propriétés relativistes de l’espace et du temps émis par Einstein quelques années auparavant.

À la manière de tores, il serait possible pour de petites dimensions spatiales, de s'enrouler sur elles-mêmes. Ce serait en raison de leur infime longueur (10-35 m) qu'on ne pourrait les détecter.

Pour conclure, il ne suffirait plus qu’à regrouper toutes ces différentes théories en une seule et même théorie (n’était-ce pas là l’objectif de départ?). Une fois que la « M theory », ou mère de toutes les théories, sera constituée, il ne resterait qu’à prouver le tout expérimentalement! Certes, la théorie des cordes a, depuis trente ans, apporté très peu d'éléments nouveaux, considérant les ressources déployées en son sens. Il faut bien avouer que le défi à relever est de taille, que les conséquences imposées paraissent difficilement observables et que les mathématiques impliquées demeurent franchement complexes. Espérons seulement que les théoriciens s’y affairant ne perdront pas trop rapidement patience…

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