La maison d'Hades

 Pour être tout à fait honnête j'ai hésité à positionner cet article dans l'ensemble de ces biographies tant la personne dont je vais parler est jeune.

 Contrairement à toutes celles et ceux dont j'ai déjà mentionné l'existence et les prouesses scientifiques, le personnage principal est ici une jeune femme d'origine portugaise et elle vit encore. Pour preuve, elle vient de recevoir le premier prix «Vera Rubin» [01] !

Au travers de ce choix éditorial je tiens à rendre hommage à la jeunesse et aux femmes oeuvrant au sein du domaine scientifique.

La vie suit son cours ; sous ses multiples aspects. Le monde de la physique aussi. Le brouhaha actuel cache un certain nombre d’événements que ma passion me permet de ne pas ignorer et de ne pas vouloir laisser sous silence. 

Le premier prix « Vera Rubin » vient d’être attribué à une jeune physicienne d’origine portugaise pour une fantastique contribution concernant la géométrie associée aux réactions nucléaires. 

Elle met ainsi probablement fin au calvaire de nombreux mathématiciens jusque-là condamnés à calculer les amplitudes des diffusions des réactions inter-particules à l’aide des schémas et recommandations laissés par Richard Feynman. 

Sa trouvaille permet en effet de shunter des centaines de pages de calculs épouvantables et parfois irréalisables sans l’appoint de l’informatique. 
Sa découverte ? Toutes les réactions sont corrélées à la minimisation du volume d’une structure géométrique. 

Pour introduire un peu de légèreté et d’humour dans un sujet à la fois ardu et stratégique pour la compréhension des particules et de leurs interactions, je dirais que tout commence avec l’impérieuse nécessité de comprendre les parties de billard que jouent les quarks, les gluons, les pions et toutes ces particules au cœur des noyaux.

Il s’agit donc au départ d’appliquer la théorie des collisions entre objets massifs aux atomes, aux noyaux et à leurs constituants subatomiques. La version classique de cette thématique est abordée dans les premières années d’un cycle universitaire. Elle inclut le cas des collisions inélastiques, semi-élastiques et élastiques [02].

Malheureusement pour les théoriciens, l’amplitude des complications techniques évolue dans une proportion inverse à l’échelle à laquelle les calculs doivent s’appliquer. En clair, plus les dimensions des volumes dans lesquels les collisions ont lieu diminuent et plus la difficulté des calculs augmente. 

Volume du lieu de la collision

x

 Difficulté des calculs

=

 Constante

 Depuis la seconde guerre mondiale et les travaux conduits dans le cadre du projet Manhattan, la théorie doit incorporer les acquis issus de la théorie de la relativité restreinte parce que les particules circulent au sein des noyaux à des vitesses relativistes. Une nécessité encore accrue lorsque ces particules sont accélérées au sein des anneaux du LHC (voir image), par exemple.

De nombreux théoriciens se sont frottés aux difficultés techniques accompagnant le calcul des amplitudes de survenue des événements collisionnels entre particules. Je pourrais citer Bethe, Dyson, Feynman et bien d’autres. Ce dernier a su imposer ses méthodes de calcul et elles sont jusqu’à aujourd’hui l’outil incontournable de tous ceux étudiant la probabilité d’existence des interactions.

Malheureusement, elles sont inexorablement associées à une extraordinaire complexité qui en rend la manipulation à la fois délicate, longue et presque inhumaine.  

Image créée avec avec « Bing Image Creator, MAI-image-2.5-flash ».

Plusieurs tentatives ont visé à réduire la taille des calculs ; jusqu’à présent : en vain. Le mérite de la nouvelle lauréate est de s’être attachée à comprendre les mécanismes sous-jacents à ces calculs. 

Dès 2022, elle étudie trois théories quantiques des champs différentes. Chacune concerne un type particulier de particules subatomiques dans leurs versions réelles et virtuelles et toutes les trois prédisent la non-occurrence de certaines collisions. 

Cette coïncidence retient son attention parce que les structures théoriques de ces trois modèles diffèrent tellement qu’il n’y a « a priori » aucune raison pour que ces trois approches livrent les mêmes prédictions. 

Les calculs (classiques) qu’elle réalise et ses réflexions l’amènent à la conclusion que l’espace-temps, même dans la conception révisée due à la théorie de la relativité, ne semble pas jouer un rôle aussi proéminent que le sens commun lui accorde. 

L’idée de l’existence d’une structure géométrique stratégique sous-jacente prend alors naissance dans son esprit. Bien lui en a pris puisqu’en poursuivant cette intuition, elle parvient à découvrir cette structure. 

Dans l’approche usuelle, l’existence probable d’une particule est associée avec une amplitude tendant vers l’infini (dénominateur nul). La lauréate du premier prix Vera Rubin décide alors d’étudier les théories actuelles lorsqu’au contraire la probabilité devient nulle (numérateur nul).

Elle parvient finalement à établir un lien entre les amplitudes de diffusion et les variations du volume d’une structure multi-dimensionnelle. Chaque interaction agit un peu comme une balle déformant la surface extérieure de cette structure (On retrouve ici l'analogie lointaine avec la partie de billard). L’amplitude nulle coïncide avec l’annulation du volume de cette structure.

Pour valider sa découverte, elle s’intéresse à l’interaction interne au pion (u, d-bar) et en calcule les amplitudes caractéristiques à la main (les lagrangiens de la théorie chirale) ; ce qui livre un ensemble de situations pour lesquelles celles-ci s’annulent. La coïncidence avec son modèle est impressionnante. Elle répète la manœuvre avec les gluons (théorie de Yang et diagrammes de Feynman) ; même succès. 

Trois théories différentes traitant chacune à sa façon des interactions inter-particules ont donc en commun le fait que la probabilité zéro de l’occurrence d’une interaction coïncide toujours avec l’annulation du volume d’une unique structure géométrique. C’est là une/sa découverte théorique majeure et la raison d’un prix bien mérité !

Un pas de plus vers une compréhension unifiée des phénomènes subatomiques vient d’être franchi. Il ouvre une nouvelle ère dans le domaine de la recherche d’une théorie de la gravitation quantique ou d’une théorie quantique incorporant celle de la gravitation.

Enfin, cette prouesse intellectuelle redonne force et vigueur à une phrase célèbre tirée du Cid (1636) de Pierre Corneille :

« Aux âmes bien nées, la valeur n'attend pas le nombre des années ! »

Buste de Pierre Corneille au Chateau d'Uzes (France)

© Thierry PERIAT - collection personnelle

[01] Fundamental Physics, Breakthroughprize [en ligne ; lien externe vers la] page annonçant la lauréate du premier prix Vera Rubin  https://breakthroughprize.org/Laureates/1/L4026

[02] R. Lennuier, P.-Y. Gal, D. Perrin: Mécanique des particules, champs. Premier cycle de l’enseignement supérieur, Collection U, © Librairie Armand Colin, Paris, 1970.

[03] Turing, 2026. 22-Year-Old Disrupts 50+ Years of Theoretical Physics [en ligne ; lien externe vers la] vidéo disponible sur You Tube à l’adresse  https://www.youtube.com/watch?v=K9O6H-Cgbq0 [consultée le 1 octobre 2026]. 

© Thierry PERIAT

Page publiée le 01 et mise à jour le 05 octobre 2026