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Les mécanismes de Higgs

Dossier - L'univers inflationnaire
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Explication de cette théorie de l'univers inflationnaire : problème du modèle standard, modèle de Higgs ...

  
DossiersL'univers inflationnaire
 

Le pas crucial dans le développement de la théorie inflationnaire fut réalisé en 1978 par le physicien Alan Guth spécialiste des monopôles au MIT. Il se demanda pourquoi l'Univers ne s'était pas effondré directement après le Big Bang ? Il calcula en effet que si les hypothétiques monopôles avaient été aussi nombreux que les protons, l'attraction gravitationnelle aurait entraîné l'effondrement de l'Univers au bout de 6000 ans ! Pour entraver la production des monopôles, Alan Guth imagina un mécanisme équivalent à celui de la surfusion. Fin 1979 il discuta de son idée en compagnie de Henry Tye et Sidney Coleman et il finit par découvrir que la surfusion avait dût se produire à une température de 1027K, époque qui vit la première brisure de symétrie. La phénoménale énergie qui fut libérée pendant cette phase inflationnaire permit de créer des particules. Ce scénario explique la platitude de l'Univers, l'isotropie du rayonnement fossile et l'éparpillement des monopôles. Alan Guth5 écrivit à ce propos : "Quelles que soient pratiquement les conditions initiales, l'Univers inflationnaire évolue précisément vers l'état qu'il devait assumer initialement dans le modèle standard".

Physiquement parlant, nous savons que le bilan énergétique de l'Univers est nul mais que les particules virtuelles, alliées du vide quantique peuvent avoir des effets dans le monde réel. Le principe d'indétermination garantit néanmoins ce bilan énergétique en limitant notre approche.

Processus virtuels dont les effets sont observablesen vertu du principe d'incertitude de Heisenberg.

ΔE

10-5eV

106eV

109eV


Δt

10-15s

10-21s

10-24s

Si nous essayons de créer des particules élémentaires dans les accélérateurs modernes, nous découvrons que la durée de vie de ce processus doit être extrêmement courte, de l'ordre de 10