Interactions Fondamentales

L’axe Interactions Fondamentales couvre la physique des interactions fondamentales entre constituants élémentaires de la matière se manifestant dans les expériences terrestres (collisionneurs des particules, détecteurs de la matière noire,mesures de précision) ainsi que dans les phénomènes astrophysiques extrêmes (Univers primordial, trous noirs). La compréhension actuelle, basée sur le Modèle Standard des interactions électrofaibles et fortes, et sur la Rélativité Générale d’Einstein, est incomplète car elle n’explique ni la nature de la matière et de l’énergie noire (96% de l’énergie totale de l’Univers) ni la masse des neutrinos. De plus, la théorie d’Einstein n’est pas compatible avec les lois de la mécanique quantique qui régissent le reste de la physique microscopique.

L’objectif est de faire avancer la connaissance des lois fondamentales de la nature aux plus courtes distances et de reconcilie la mécanique quantique avec la gravité

L’axe Interactions Fondamentales est composé de la seule équipe Champs, Gravitation et Cordes.

Champs, Gravitation et Cordes

C. Bachas (DR CNRS), B. Basso (CR CNRS), A. Bilal (DR CNRS), M. Fernandes Paulos (CR CNRS), M.-T. Jaekel (CR CNRS), B. Julia (DR CNRS), A. Kashani Poor (MCF ENS), V. Kazakov (PR SU), G. Policastro (CR CNRS), S. Rychkov (IHES, Chaire MHI), J. Troost (DR CNRS)

Les activités de l’équipe se répartissent dans trois directions :
• Calculer les prédictions détaillées de différentes théories, notamment de la Chromodynamique Quantique
(QCD) et de la Gravitation non-linéaire ;
• Proposer des extensions du Modèle Standard et de la théorie d’Einstein et chercher leurs conséquences
expérimentales et pour la cosmologie ;
• Dévélopper de nouveaux outils mathématiques, notamment dans le but de quantifier la gravité.

Ces activités sont liées. Ainsi la théorie des cordes, le meilleur candidat pour une théorie de la gravité quantique, a inspiré de nouveaux calculs des amplitudes de la QCD pour le LHC, a donné lieu aux dualités holographiques - une nouvelle approche aux théories des champs fortement couplées -, et a influencé plusieurs domaines des mathématiques. Elle a dans un sens remplacé la théorie des champs comme laboratoire théorique et reste au coeur des activités actuelles de l’équipe.