Les collisions à haute énergie du Grand collisionneur de hadrons (LHC) presque achevées peuvent être capables de générer des particules sensibles aux dimensions au-delà de notre espace-temps quadridimensionnel. Si ces particules sont détectées, et si leurs caractéristiques peuvent être mesurées, puis peut-être il peut être prouvé que les dimensions supplémentaires prévues par la théorie des cordes existent…
Comment mesurer la taille d'une pièce sans réellement le mesurer? Oubliez de mesurer la pièce, vous ne pouvez même pas la voir! La pièce est invisible; c'est en dehors de votre capacité d'observation. Et si vous pouviez faire rebondir le son sur les murs? Mieux encore, que se passerait-il si les murs de la pièce invisible étaient constitués de particules résonnantes produisant leur propre son? Si le son de ces particules résonantes pouvait alors être analysé, la forme de la pièce invisible serait connue.
Selon la théorie des cordes, il existe de nombreuses «pièces invisibles» que nous, en tant qu'observateurs, ne pouvons pas expérimenter. Nous sommes confinés à nos trois dimensions de l'espace et à une dimension du temps (bien que cela ne soit pas toujours le cas), autrement connu sous le nom d'espace-temps à quatre dimensions. Des cordes vibrantes élémentaires traversent notre univers et prédisent qu'il peut y avoir six ou sept dimensions supplémentaires coexistant. Bien que nous ne puissions pas expérimenter directement les dimensions au-delà des quatre normales, pouvons-nous mesurer les caractéristiques des vibrations des cordes voyageant de ces dimensions supplémentaires dans notre univers observable?
Dans de nouvelles recherches publiées par Gary Shiu, Bret Underwood, Kathryn Zurek à UW-Madison et Devin Walker à UC-Berkeley, les particules quantiques ont été théorisées pour avoir la capacité de résonner avec des dimensions au-delà de notre univers; au-delà de la 4ème dimension, considérée comme du temps. À partir de cette résonance, des signatures extra-dimensionnelles pourraient traverser notre espace-temps à quatre dimensions pour être mesurées. A partir de cette analyse, la «forme» des dimensions supplémentaires peut alors être comprise. Ce n'est pas purement par curiosité, selon la théorie des cordes, la forme des dimensions supplémentaires influence tout dans notre univers:
“La forme des dimensions est cruciale car, dans la théorie des cordes, la façon dont la corde vibre détermine le modèle des masses de particules et les forces que nous ressentons. " - Gary Shiu, professeur de physique à UW-Madison.
L'équipe prévoit que des particules portant des signatures extra-dimensionnelles pourraient être générées par le Grand collisionneur de hadrons du CERN (n ° Genève, Suisse). Aux très hautes énergies, des gravitons de Kaluza-Klein (KK) peuvent être créés pendant un bref instant, emportant les signatures avec eux. Malheureusement, les gravitons KK se désintègrent très rapidement, mais à partir de cette désintégration, une pluie d'énergie inférieure, des particules détectables seront créées. En analysant la douche résultante, une empreinte digitale de la signature de la particule KK peut être construite. Tout léger changement dans la géométrie des particules détectées peut indiquer une dimension particulière, et de nombreuses signatures peuvent être mélangées, des simulations informatiques complexes sont donc nécessaires pour comprendre les résultats provenant du LHC.
Source: Science Daily
