Chercher : la beauté (rétrospectivement), la simplicité (maintenant) et la surprise (à venir)

S comme simplicité?

Rétrospectivement on peut dire que la physique théorique du XX siècle a été marquée par l'affirmation revendiquée de la beauté comme critère heuristique, à travers les découvertes de chercheurs comme Albert Einstein et Paul Dirac dans la première moitié du siècle puis celles de Chen Ning Yang  par exemple dans la seconde moitié. Or il semble qu'en ce début de XXI siècle, ce qui préoccupe maintenant les théoriciens c'est de mieux comprendre la simplicité des lois de la Nature; c'est ce que montre le résumé suivant du programme d'une conférence qui vient de s'achever aujourd'hui à Princeton et dont le titre a inspirée ce billet:

... recent data from Cosmic Microwave Background measurements, the Large Hadron Collider at CERN and Dark Matter experiments that show the universe to be surprisingly simple on both the microphysical and macrophysical scale: there is a striking absence -- thus far -- of new particles, WIMP dark matter or non-gaussianity. The recent report by BICEP2 of the detection of primordial gravitational waves produces some tension with current results from the Planck and WMAP satellites that may indicate unexpected complexity. However, this workshop will occur at a time when the results have yet to be confirmed, so we are free to imagine various scenarios. At the same time, there is the intriguing fact (clue?) that the measured Higgs and top quark mass lie within the narrow range corresponding to a metastable Higgs vacuum in the standard model. What could all this mean? What ideas need to be jettisoned, revised or created to naturally explain this simplicity?

SEARCHING FOR SIMPLICITY, 12-15 May 2014

Or si la simplicité de la Nature intrigue les théoriciens c'est parce qu'elle n'est bizarrement pas aussi "naturelle" qu'ils voudraient qu'elle soit. Mais derrière cette idée de naturalité se cachent des critères esthétiques, ceux forgés par les succès théoriques passés, qu'il faut peut-être aujourd'hui abandonner.

S comme surprise!

Néanmoins pour remettre en cause les conceptions théoriques trop étroites du siècle précédent le physicien doit aussi s'appuyer sur elles pour imaginer leurs extrapolations les plus hardies et tester leurs conséquences les plus ténues, dans le secret espoir de voir l'inattendu. Parvenir à une découverte surprenante comme celles qui marqua les débuts de la physique quantique (la structure de l'atome, l'effet photoélectrique, le spin électronique), voilà la quête secrète de tous les physiciens:

During a visit to the Super Proton Synchrotron [Margaret Thatcher] spoke John Ellis, who introduced himself as a theoretical physicist. The conversation continued:

Thatcher: “What do you do?”

Ellis: “Think of things for the experiments to look for, and hope they find something different.”

Thatcher: “Wouldn’t it be better if they found what you predicted?”

Ellis: “Then we would not learn how to go further!”

Aidan Randle-Conde, Blog Quantum Diaries, Margaret Thatcher, politician, scientist,15/04/2013