Antony Garrett Lisi - Définition et Explications

Introduction

Garrett Lisi, juillet 2007

Antony Garrett Lisi, né en 1968, est un docteur en physique américain (Ph.D à l'Université de Californie à San Diego en 1999) et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) indépendant.

Il est notamment connu pour avoir publié le 6 novembre 2007 sur arXiv un article de 31 pages intitulé An Exceptionally Simple Theory of Everything (Une théorie du Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) exceptionnellement simple) qui a suscité de nombreux débats et une couverture de la presse non spécialisée. Cette théorie est invalidée plus tard par plusieurs publications.

Biographie

Au début des années 1990, Garrett Lisi est étudiant à l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont...) à Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique....) (UCLA) où il simule sur ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) des modifications électromagnétiques dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).

Passionné de sports de glisse, il avoue avoir toujours cherché l'équilibre entre recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) et pratique de ses passions. Il a exercé le métier de moniteur de snowboard durant la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de...) hivernale 2003-2004 à Breckenridge dans le Colorado et celui de moniteur de randonnée à Hawaï (Hawaï ou Hawaii (en hawaïen : Hawai‘i ; en anglais : Hawaii) est un...) où il réside actuellement.

N'étant rattaché à aucun laboratoire, il n'occupe actuellement pas de poste dans une université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) (si ce n'est un poste de visitor professor à l'université d'Hawaï). En 2006, il obtient une bourse de la fondation privée Foundational Questions in Physics and Cosmology ou FQXi et est également aidé par le Perimeter Institute for Theoretical Physics afin de faire des recherches en physique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.). Il était inconnu du grand public jusqu'à la publication de sa théorie sur arXiv.

Il s'agit du quatrième article qu'il a envoyé à la base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou...) de l'université Cornell. Les trois précédents articles, datés de 1994, 2002 et 2005, totalisent six citations selon citebase et l'un d'eux a été publié dans le Journal of Physics.

Une théorie du Tout exceptionnellement simple

La théorie de Lisi se fonde principalement sur le groupe de Lie (En mathématiques, un groupe de Lie est un groupe qui est continu, c'est-à-dire que chaque...) E8, qui est à la fois un groupe exceptionnel et un groupe simple, la théorie tirant son nom du jeu de mots avec ces caractéristiques.

Le groupe E_8\,, découvert en 1887 par Wilhelm Killing et dont la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) a été publiée le 19 mars 2007, était déjà utilisé notamment en théorie des cordes (La théorie des cordes est l'une des voies envisagées pour régler une des questions...) depuis 1984. Lisi se démarque en l'employant dans un espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise...) à seulement quatre dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...). En revanche, comme le fait remarquer Sabine Hossenfelder, physicienne du Perimeter Institute for Theoretical Physics que Lisi avait d'ailleurs remerciée pour son aide, la théorie n'explique pas pourquoi l'espace-temps dans lequel nous vivons a 3 + 1 dimensions.

Comme toute théorie prétendant au statut de théorie du Tout, la théorie se propose d'unifier les quatre forces fondamentales de la nature – l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) forte, l'interaction faible, la force électromagnétique (La force électromagnétique est, avec la force de gravitation, l'interaction faible, et...) et la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) gravitationnelle. La plupart des théories du tout unifient d'abord l'interaction électrofaible (En physique des particules, l'interaction électrofaible, aussi appelée force...) (assez bien acceptée) et l'interaction forte en une force électronucléaire, pour ensuite unifier cette interaction avec la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). La théorie de Lisi réunit d'abord l'interaction électrofaible et la gravité en une force graviweak (qu'on pourrait traduire par « gravifaible »), puis unifie cette dernière avec la force forte. Cette voie est assez rare, mais est antérieure à la publication de Lisi.

La théorie a été fortement commentée dans tout le monde (Le mot monde peut désigner :) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...). Les critiques ont par exemple souligné que le théorème (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une...) de Coleman-Mandula invalide la théorie. Lisi réplique que sa théorie viole une prémisse du théorème, à savoir que son espace-temps ne vérifie pas la symétrie de Poincaré, ce qui ne convainc toutefois pas ses détracteurs, qui indiquent que le théorème admet des généralisations. En revanche, Lee Smolin a publié un article sur les cas de contournement du théorème, « The Plebanski action extended to a unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que...) of gravity and Yang-Mills theory », dont le résumé (abstract) indique « Cela pourrait s'appliquer à la théorie unifiée par E8 proposée par Lisi », article qui est un des premiers à inclure celui de Lisi dans ses citations. Parmi les critiques, Jacques Distler indique aussi que les fermions du modèle standard ne peuvent être placés dans E8, ce que Lisi reconnaît effectivement comme un problème à résoudre pour sa théorie.

Lee Smolin et Carlo Rovelli, fondateurs de la gravitation quantique à boucles (La gravitation quantique à boucles est une tentative de créer une théorie de la gravitation...), ont salué son travail tandis que des cordistes comme Thibault Damour et surtout Luboš Motl considèrent son travail comme « en partie imprécis et les parties précises comme fausses ».

Lisi s'occupe actuellement de déterminer les masses des plus de 20 nouvelles particules introduites par sa théorie. Si les masses sont suffisamment faibles, les particules pourraient êtres créées par l'accélérateur de particules (Les accélérateurs de particules sont des instruments qui utilisent des champs...) LHC, ce qui rendrait sa théorie réfutable. Le LHC pourrait également réfuter sa théorie s'il confirme la supersymétrie (Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur...) (SuSy), rejetée par Lisi, ou en mettant en évidence des dimensions supplémentaires. À ce stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...), sa théorie ne donne pas explicitement les masses des nouvelles particules, ni des particules connues d'ailleurs.

Une particularité de sa théorie est de n'avoir aucun paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte...) libre, ce qui, souligne Lisi, assure que la théorie sera une réussite ou un échec spectaculaire. En pratique, cela signifie que les masses des particules, par exemple, ne peuvent comporter des paramètres libres comme elles en ont dans le modèle standard, et donc que contrairement au modèle standard, sa théorie ne pourrait pas être retouchée mais devrait être tout à fait rejetée si une de ses prédictions était expérimentée comme fausse.

Toutefois, cette réfutation par l'expérience n'est pas encore possible en pratique : la théorie implique nécessairement des masses fixes pour les particules, mais on n'a pas encore réussi à les prédire explicitement. D'ailleurs on ne peut pas non plus expliciter les masses des particules déjà connues.

Médiatisation

L'article de Lisi a été un sujet très commenté par la presse généraliste : postée le 6 novembre 2007 sur arXiv, la théorie est commenté par The Daily Telegraph le 14 novembre, et dans New Scientist le 15. En France, Le Monde lui consacre un article le 16.

Le presse de vulgarisation scientifique prend plus de recul : Science & Vie (La vie est le nom donné :) lui consacre sa une et un dossier dans son numéro de janvier 2008, mais Pour la Science et Sciences et Avenir lui consacrent de courts articles indiquant que la théorie est relativement contestée et critiquant l'emballement médiatique. La Recherche n'en parle pas dans sa rétrospective des événements de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) 2007. À la fin de l'année 2007, l'article n'était toujours pas publié.

Jacques Distler a d'ailleurs dit que la médiatisation excessive lui mettait une forte pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) dans sa démarche de critique, ce dont Lisi s'est excusé.

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