La théorie des cordes occupe aujourd'hui une fraction importante de la communauté internationale de physique théorique. Les institutions les plus prestigieuses y sont représentées et de nombreux jeunes et brillants étudiants rejoignent chaque année ses rangs. Après avoir été introduites dans les années 60 pour décrire les « interactions fortes » (forces de cohésion nucléaire), les cordes ont été élevées au rang de candidats à la description unifiée de toutes les interactions possibles entre particules. Mais que sont vraiment les cordes ? Comment apparaissent-elles en physique des particules élémentaires ? Quelles notions véhiculent-t-elles dans cette physique ? Et quelles sont leurs ambitions ? Au cours de mon exposé, j'essaierai de donner quelques éléments de réponse à toutes ces questions, et à toutes celles que l'on peut se poser au vu de la diversité du sujet. J'expliquerai ce qui dans les cordes conduit à la notion d'unification des forces, comment s'introduit la gravitation ou encore pourquoi on parle de « nouvelles dimensions » d'espace-temps. Enfin j'évoquerai l'importance grandissante du sujet dans la compréhension de l'évolution de l'univers.
Mot(s) clés libre(s) : Big Bang, gravitation quantique, interactions fortes, physique des particules élémentaires, physique théorique, quark, spin, théorie des cordes

Série vidéo PASSAGES Entretiens avec des savants sur l'avenir de la science et de la culture Pour faire face au délitement des institutions héritées du XIXe s. (famille, école, travail, gouvernance) et pour imaginer un futur moins sombre, il est possible d'emprunter des chemins de traverse. Vingt savants répondent à quelques grandes questions de notre temps : Quels sont les avancées actuelles des sciences de l'homme et de la nature ? Quelles mutations s'annoncent ? Y a-t-il une place pour des humanistes radicaux ? De 2004 à 2006 Michel Burnier, sociologue, s'est entretenu avec des scientifiques issus d'univers variés: anthropologie, biologie, sociologie, économie politique, physique théorique. Tous interrogent l'avenir et cherchent à ouvrir des passages. Cette série vidéo-documentaire a été réalisée avec le soutien de la Cellule Audiovisuelle du Centre d'Etudes Transdisciplinaire Sociologie Anthropologie Histoire (CNRS - EHESS).
Mot(s) clés libre(s) : anthropologie, biologie, économie politique, physique théorique, sociologie

La physique et les mathématiques sont étroitement mêlées depuis toujours. Tantôt c'est la première qui conduit à développer les mathématiques impliquées par les lois de la nature, tantôt des structures mathématiques élaborées sans référence au monde extérieur se trouvent être précisément adaptées à la description de phénomènes découverts pourtant postérieurement. C'est là l'efficacité déraisonnable des mathématiques dans les sciences de la nature dont parlait Eugène Wigner. Jamais les interactions entre physique et mathématiques n'ont été plus intenses qu'à notre époque, jamais la description des phénomènes naturels n'a requis des mathématiques aussi savantes qu'aujourd'hui. Pourtant il est important de comprendre la différence de nature entre ces deux disciplines. La physique n'établit pas de théorèmes ; jusqu'à présent elle se contente de modèles dont les capacités à prédire, et la comparaison avec l'expérience établissent la validité, avec une économie dans la description et une précision parfois confondantes. Néanmoins nous savons que tous les modèles dont nous disposons actuellement, toutes les lois, ne sont que des descriptions "effectives" comme l'on dit aujourd'hui, c'est-à-dire adaptées aux échelles de temps, de distance, d'énergie avec lesquelles nous observons, mais dont nous savons de manière interne, avant même que des phénomènes nouveaux les aient invalidées, qu'elles sont inaptes à aller beaucoup plus loin. Y aura t-il une description définitive qui, tel un théorème, s'appliquerait sans limitations? Ce rêve d'une théorie ultime, où la physique rejoindrait les mathématiques, caressé par certains, laisse beaucoup d'autres sceptiques ; quoiqu'il en soit la question ne sera certainement pas tranchée rapidement.
Mot(s) clés libre(s) : chaos, électromagnétisme, force nucléaire, gravitation, histoire des sciences, mécanique quantique, modèle d'Ising, physique statistique, physique théorique, relativité générale, représentation du réel, système dynamique, théorie des cordes

La symétrie est introduite à partir du miroir. Pour initier à sa structure on introduit les notions de transformation et d'invariance qui donnent les fondements de la théorie des groupes, clef de voûte de la symétrie en mathématiques. L'application choisie au départ concerne les lettres de l'alphabet. Cependant, la symétrie ne se réduit pas à cela. Elle a des applications naturelles à l'art, l'architecture, la musique, la poésie, le sport, la biologie, la physique, etc. et elle intervient dans d'autres domaines moins immédiats, comme le théâtre, la morale, l'histoire ou la métaphysique. Dans l'impossibilité de traiter ces aspects dans le temps imposé, nous avons choisi un petit nombre de thèmes, renvoyant l'auditeur à la petite bibliographie ci-dessous, malheureusement restreinte, à une citation près, à sa partie de langue française.
Mot(s) clés libre(s) : géométrie non commutative, groupe de symétrie, invariance, isomorphisme, physique théorique, symétrie, théorie des groupes, transformation mathématique

La théorie des supercordes propose d'unifier les quatre interactions fondamentales, en décrivant toutes les particules élémentaires comme des différents états de vibration d'une corde. Si les physiciens théoriciens se penchent avec fascination sur cette idée depuis trente ans, c'est parce qu'elle permet de réconcilier la théorie de Relativité Générale d'Einstein, qui décrit notre univers aux échelles astronomiques, avec les principes de la Mécanique Quantique qui régissent le comportement de la matière aux échelles microscopiques. La théorie des cordes est-elle en voie de réaliser le rêve réductionniste d'une description ultime de la nature, qui permettrait de retrouver toutes les lois connues de la physique, ainsi que les valeurs des constantes fondamentales, par un processus de pure déduction logique? Et aurons nous un jour une confirmation expérimentale directe de la structure supposée cordiste de la matière? Si la réponse à ces questions n'est pas simple, c'est aussi parce qu'on maîtrise encore très mal la structure mathématique, fort complexe, de cette très ambitieuse théorie.
Mot(s) clés libre(s) : Big Bang, gravitation quantique, interactions fortes, physique des particules élémentaires, physique théorique, quark, spin, théorie des cordes