Invariant 42 PI CERN

Monuments néolithiques à pierres levées du nord-ouest du Sahara, 2022

Le Centre pour la Communication Scientifique Directe - HAL - Archive ouverte HAL, 2017

Préface au lecteur, que peut lui apporter cet essai ? Cet essai privilégie deux grandes approches : une approche historique et une approche spéculative. D'une part, il veut résumer les grandes idées de la physique depuis les pionniers du 17 ème siècle jusqu'à aujourd'hui. Sans prétention d'exhaustivité, ces idées sont celles qui nous ont paru le plus remarquable ou celles qui nous ont le plus intéressé. D'autre part, il souhaite rapporter le fruit de nos réflexions physiques depuis un peu plus d'une quinzaine d'années. En suivant ces deux approches, historique et spéculative, cet essai a un triple objectif : initier, débattre et inspirer le lecteur. Initier En écrivant cet essai, nous nous sommes fréquemment demandé quel profil de lecteur nous visions. Bien sûr, nous sommes ouverts à tous les lecteurs. Pourtant, nous nous sommes souvent imaginé un esprit jeune, curieux, intelligent, qui ne connaîtrait pas encore grand-chose à la physique, et qui grâce à cet essai pourrait s'initier rapidement à ses grands concepts. Evidemment, c'est en lisant des ouvrages variés et souvent contradictoires que l'on progresse le plus. Cependant, à notre connaissance, il existe peu d'ouvrages incluant des équations mathématiques, et qui regroupent de manière condensée les principales questions de la physique des 17 ème , 18 ème , 19 ème et 20 ème siècle. Nous avons essayé d'écrire un ouvrage que nous aurions rêvé de parcourir à 25 ans, lorsque nous nous sommes intéressés de manière approfondie à la physique théorique. Un ouvrage destiné à faire gagner un temps précieux à un jeune lecteur dans la compréhension des principales idées de la physique d'hier et d'aujourd'hui. Débattre Nous avons également voulu écrire un essai qui provoque chez le lecteur le désir de débattre. Je souhaite sincèrement que cet essai soit « discutable », c'est-à-dire que certaines idées spéculatives proposées ici valent la peine d'être débattues, afin d'enrichir le débat scientifique actuel. Cependant, nous comptons sur l'indulgence du lecteur et nous le prions préalablement de nous excuser, pour avoir parfois laissé dans les parties spéculatives, un certain nombre de calculs non aboutis, c'est-à-dire non démonstratifs. En effet, il nous a semblé intéressant d'indiquer les chemins ou pistes suivis, même si ceux-ci ne menaient pas toujours à la destination souhaitée. Inspirer Enfin, notre principal objectif est d'inspirer le lecteur, de générer chez lui de nouvelles idées en accord ou même en contradiction avec les idées et les pistes proposées ici. Notre modèle, c'est la thèse de L. de Broglie qui inspira E. Schrödinger, permit à ce dernier de développer l'équation portant son nom, et rapprocha (voire unifia) la physique et la chimie. Notre rêve le plus fou, c'est que cet essai inspire quelques Schrödinger qui parviendront à unifier les différentes interactions de la physique, puis à expliquer qualitativement et quantitativement les énigmatiques propriétés des ondes particules (comme leurs nombres quantiques, leurs charges ou leurs masses, etc.). Nous espérons également que cet essai inspire quelques Carlo Rubbia ou Simon van der Meer, les découvreurs en 1983 des bosons 5 ± et 7 ! , prédits par le Modèle électrofaible des années 1960. Dans les mémoires 4 et 5 de cet essai, il est évoqué un autre boson prédit par le Modèle électrofaible, le boson non encore découvert jusqu'aujourd'hui. Comme caractéristiques supplémentaires, on proposera que le boson soit sans masse comme le photon, et qu'il porte un isospin entier. Reste donc le plus important, le déceler et confirmer ces hypothèses. Pour terminer cette préface, nous remercions d'avance tous les lecteurs qui voudront bien nous faire part de leurs critiques, de leurs commentaires, ainsi que des erreurs ou des ambiguïtés qui se sont glissées dans le texte. Ils peuvent être envoyés à l'adresse thomas.delavande@orange.fr. Expliquer à ma dernière fille Mathilde (14 ans) l'essai Invariances et Transformations Ma dernière fille Mathilde, 14 ans (presque 15 ans), a déjà quelques bonnes notions de physique. Elle a par exemple appris les notions délicates d'énergie, d'énergie mécanique, d'énergie cinétique et d'énergie potentielle. Elle a compris que l'énergie mesure la capacité d'un système à pouvoir modifier un mouvement (ou dans un sens plus large, à modifier un état). Récemment, dans le cadre d'un exposé, elle s'est intéressée aux phénomènes d'induction électromagnétique, c'est-à-dire à ces phénomènes surprenants et « magiques », où par exemple lorsqu'on bouge un aimant près d'un circuit électrique, il y apparait un courant électrique. J'ai essayé d'expliquer à ma fille les phénomènes d'induction électromagnétique et par là-même, l'esprit de l'essai Invariances et Transformations qui permet, selon moi, de comprendre plus intuitivement ces phénomènes « magiques ». Avec ma fille, je n'utilise pas le titre d'Invariances et Transformations, mais celui de Théorie Temps Lumière, titre que je trouve plus jolie, plus poétique, même si le lien entre Temps et Lumière y reste confus. Je me souviens avoir lu dans l'oeuvre d'A. Einstein (malheureusement, je ne sais plus où, ni quoi exactement, donc sans doute que je transforme un peu) que même un enfant de 5 ans devrait pouvoir comprendre les équations physiques. 5 ans, cela me semble un peu jeune, mais je rejoins A. Einstein dans le sens que les « bonnes » théories physiques sont sans doute également les plus simples. Invariances et Transformations n'est pas un essai simple. La principale raison en est, je crois, qu'il ne résout pas sa première interrogation : celle de la ressemblance entre gravitation et électromagnétisme. Il n'en suggère que des pistes. Toutefois, j'ai essayé d'expliquer dans les quelques lignes qui suivent, les grands principes de ce long essai, de la façon la plus intuitive et la plus simple possible. Comme des forces Mathilde, fais avec moi les différentes expériences de pensée suivantes. D'abord, imagine-toi dans une voiture qui avance en ligne droite sur l'autoroute. Soudain, cette voiture accélère. Tu te sens alors projetée vers l'arrière, plaquée sur ton fauteuil, comme soumise à une force qui t'emmène vers l'arrière. Imagine-toi toujours dans une voiture qui avance en ligne droite sur l'autoroute. Soudain, cette voiture décélère. Tu te sens projetée vers l'avant, comme soumise à une force qui t'emmène vers l'avant. Imagine-toi maintenant sur un manège en rotation. Tu te sens projetée vers l'extérieur du manège, comme soumise à une force qui te ferait « fuir » du manège. En Physique, on parle d'ailleurs de force d'inertie d'entrainement centrifuge. Je te donne son équation : 0(⃗ ∧ 9 ⃗ :) ∧ ⃗ , avec ⃗ la vitesse de rotation du manège. I.1.3 Les théories de Jauge locale de C. N. Yang et R. Mill sur les interactions nucléaires Les idées de H. Weyl sont reprises et adaptées en 1954 par C. N. Yang et R. Mill dans une théorie de Jauge locale qui décrit l'interaction nucléaire forte entre protons et neutrons. C. N. Yang et R. Mill utilisent des transformations de Jauge locale qui appartiennent aux groupes de rotations *(+). Dans leur modèle, suite à une transformation de Jauge locale de *(2), il apparait dans le Lagrangien des énergies d'interaction, qui permettent de retrouver l'interaction nucléaire forte. On y reviendra dans le 4 ème mémoire. Dans les années 1960, les idées de C. N. Yang et R. Mill sont incorporées dans le Modèle standard pour décrire les interactions nucléaires forte et faible. En quelque sorte, une nouvelle fois, on apparente des forces ou des interactions (en l'occurrence nucléaires) à des « quantités d'inertie » que l'on ajoute lors de transformations de Jauge locale, cela afin de conserver les grandes lois de la Nature. I.2.1 Le principe recherché par A. Einstein « Tous les corps de références, quel que soit leur état de mouvement, sont équivalents pour la description de la nature (formulation des lois générales de la nature). » « Comment est-il possible que certains corps de référence (ou leurs états de mouvement) se distinguent d'autres corps de référence (ou leurs états de mouvement) ? Quelle est la raison de cette préférence ? » « L'objection est surtout importante quand l'état de mouvement du corps de référence est tel qu'il n'a besoin pour son maintien d'aucune action extérieure, par exemple dans le cas où le corps de référence effectue un mouvement de rotation uniforme. » Telles sont quelques phrases d'A. Einstein reprenant certaines idées d'Ernst Mach, extraites de son ouvrage La relativité. C'est d'ailleurs ce qui peut plaire (ou déplaire) dans l'approche scientifique d'A. Einstein, une approche non pas initialement fondée sur l'empirisme, mais sur des grands principes qu'A. Einstein va ensuite à relier à des observations et à des expériences. Dans la deuxième partie de La relativité, A Einstein explique pourquoi suivant un principe de relativité générale, il cherche à rapprocher toute force « normale » d'une force d'inertie. En mécanique newtonienne, lorsqu'on passe d'un référentiel galiléen ou inertiel (en mouvement rectiligne uniforme par rapport à un premier référentiel galiléen), à un référentiel non galiléen, par exemple en rotation-.⃗ par rapport au premier référentiel galiléen (changement de référentiels semblable à l'annulation d'un mouvement : le vecteur rotation-.⃗), il est nécessaire d'ajouter des forces d'inertie dans le principe fondamental de la dynamique de Newton. Ces forces d'inertie peuvent apparaître artificielles par rapport aux forces « normales » types forces gravitationnelles, électriques ou autres. Surtout lorsqu'on constate que le choix du premier référentiel galiléen, celui par rapport auquel on définit tous les autres référentiels, est un choix à priori. Après tout, pourquoi ne pas choisir comme premier référentiel de référence, celui justement en rotation ? Dans ce cas, on pourrait supprimer les forces d'inertie que l'on ajoute lorsqu'on passe à ce référentiel. La question fondamentale...

The European Physical Journal C, 2004

NOUVEAUX SITES ET PERSPECTIVES POUR L’AURIGNACIEN ET LE GRAVETTIEN DU PIÉMONT NORD- PYRÉNÉEN, 2022

Jusqu’à très récemment le Paléolithique supérieur ancien était absent de la zone orientale méditerra- néenne des Pyrénées. Certes, depuis 2008, le gise- ment du Jas d’en Biel 1 avait confirmé une présence du Gravettien de plein air dans le massif des Corbières. La récente découverte des sites de plein air du Ravin d’en Saman a révélé, sur un même lieu, une occupation aurignacienne puis gravettienne. La présence de l’Aurignacien dans cette partie des Pyrénées vient combler une lacune que rien n’expliquait, puisque cette culture était connue de longue date en Languedoc (France) et en Gironès (Espagne). Les sites du Ravin d’en Saman s’inscrivent au sein d’une importante série de sites de plein air de part et d’autre d’un col de faible altitude qui a pu jouer un rôle essentiel dans les stratégies cynégétiques des groupes humains qui avaient choisi ce lieu pour leurs implantations.