Les constantes universelles

Le boson ? C'est l'ultime particule élémentaire prédite par la théorie de l'infiniment petit, qui manquait encore et dont la découverte, grâce au grand collisionneur de hadrons du CERN, a été annoncée au monde entier le 4 juillet 2012. Postulée en 1964 par Robert Brout, François Englert et Peter Higgs, elle explique que le photon - particule qui transmet la force électromagnétique - n'a pas de masse, à l'encontre de celles véhiculant la force faible. Une telle dissymétrie était a priori incompatible avec la symétrie fondamentale, dite «de jauge», sur laquelle est fondé le modèle standard de la physique des particules. Le chapeau mexicain ? C'est le mécanisme grâce auquel le boson rend compte, en préservant les acquis du modèle standard, de l'origine des masses des particules élémentaires. Le boson et le chapeau mexicain se placent à la croisée - retracée par les deux auteurs en dialogue avec François Englert - des chemins de l'évolution des théories de l'astrophysique contemporaine et, sur près de trente années, d'une véritable aventure scientifique, technologique et humaine menée par le CERN, dont Michel Spiro fut le président du Conseil. Mais la particule observée a-t-elle les propriétés définies par le modèle standard, ou en possède-t-elle d'autres, prédites par des théories concurrentes des composants élémentaires de la matière ? Faudra-t-il bientôt écrire encore un nouveau grand récit de l'univers ?

Le boson et le chapeau mexicain

Les lois de la physique classique sont causales: tout phénomène a une cause. Cependant la relativité et la mécanique quantique ont introduit des limitations à cette causalité. Et quels liens la causalité entretient-elle avec les concepts de déterminisme, de hasard, de chaos? Doit-on distinguer, comme le faisait Aristote, diverses catégories de causes: matérielles, formelles, efficientes et finales? La physique moderne exclut généralement les causes finales. La finalité n'est pas non plus souhaitée en biologie, même si celle-ci semble avoir du mal à s'en passer. En revanche, elle est au cœur des sciences humaines et sociales. Ces divers statuts de la finalité dans les sciences sont-ils légitimes? Les 7es rencontres de Physique et Interrogations fondamentales permettent d'approfondir ces questions, d'échanger des réflexions parfois opposées, de décloisonner les spécialités.

Causalité et finalité

Que peut-on savoir aujourd'hui de la matière ? Pour répondre à cette question, la physique quantique cherche à déterminer quel est le plus petit élément constitutif du réel. Ce qu'elle découvre, ce n'est plus un objet mais un rapport, une relation. Les particules les plus élémentaires ne peuvent, en effet, être observées sans entrer en interaction avec les instruments qui les observent. L'observation même modifie irrémédiablement les particules. Les constituants ultimes de la matière ne sont plus des points matériels, mais une interaction. Ils relèvent des plus hautes énergies et renvoient aux temps de l'univers primordial, quand la matière était une énergie indifférenciée. L'infiniment petit ouvre donc à l'infiniment complexe et donne les clés de l'univers - l'infiniment grand. Ces trois infinis, la physique quantique les trouve dans l'horizon des particules. L'horizon apparent, observable dirait-on, celui de l'expérimentation qui enregistre les traces laissées par des particules dans le détecteur ; l'horizon profond, celui où la théorie postule de manière étourdissante l'existence nécessaire de particules ou de phénomènes interactifs que l'expérimentation ne peut pas encore prouver, ou bien, au contraire, cherche à comprendre les stupéfiantes découvertes d'une expérimentation qui la devance. Aussi la notion clé d'horizon aide-t-elle à penser les rapports bouleversés de l'objectif et du subjectif, du visible et de l'inobservable, bref, à redéfinir le concept de sujet de la connaissance.

L'horizon des particules ; complexité et élémentarité dans l'univers quantique

Après " le Temps et sa Flèche ", la deuxième rencontre " Physique et Interrogations Fondamentales ", dont le présent ouvrage rassemble les actes, était consacrée à une question, certes ancienne, mais que les développements des techniques de l'information posent avec une brûlante actualité, celle des rapports du virtuel et du réel.
Les textes ici rassemblés témoignent du remarquable effort de clarté et d'accessibilité consenti par les auteurs. Par son existence même, ce livre met en évidence le fil conducteur qui a traversé tous les débats de la rencontre, à savoir le puissant rôle heuristique du virtuel : Ce qu'il faut, c'est voir. Et voir c'est chercher à voir, derrière toutes les images, toutes les représentations, derrière toutes les visions, ce qui ne se laisse pas voir, mais qui se laisse chercher. "

Virtualité et réalité dans les sciences

Une révolution bouleverse la science : à la recherche des particules élémentaires, la physique quantique découvre de nouvelles briques fondamentales de la matières, les quarks et les leptons; mais plus encore, elle fournit le cadre conceptuel qui permet de penser l'élémentarité. L'édifice de la physique classique qui gouverne notre vie quotidienne est fortement remis en cause par l'apparition, au niveau microscopique, de rapports insoupçonnés entre la matière, l'espace et le temps.

La Matiere Espace Temps: La logique des particules elementaires

Les rencontres Physique et interrogations fondamentales organisées par la Société Française de Physique donnent l'occasion à des scientifiques éminents de confronter, devant un public élargi, leurs approches d'un thème particulier reflétant une des grandes interrogations du moment. La richesse d'une approche pluridisciplinaire permet de souligner l'universalité de ces thèmes. Ce quatrième colloque a donné l'occasion d'approfondir la notion de symétrie. La puissance de ce concept, et les développements récents dont il a été la source, ont été exploités par les physiciens et mathématiciens, mais aussi par des biologistes ou des artistes. Autant que les symétries, qui amènent à une compréhension d'un niveau supérieur, les irrégularités, chaque fois que l'on arrive à les traduire comme des brisures de symétries, sont également fécondes car elles aussi témoignent de structures ou d'organisations supérieures. De sorte que l'étude de ce concept dévoile un méta-concept qui se révèle être un puissant outil de connaissance. De la physique quantique à la cosmologie, de la biologie à la musique, les approches épistémologiques de la notion de symétrie qui sont ici rassemblées nous font entrevoir les limites de la connaissance, voire nos propres limites.

Les constantes universelles

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