La théorie des champs effectifs est l’un des principes directeurs les plus approfondis et les plus utiles de la physique. Ses outils et méthodes permettent d’étudier les aspects universels de classes entières de modèles microscopiques inconnus, dont les principales fonctions dépendent de symétries et de degrés de liberté effectifs.
En raison de son universalité, cette théorie permet des applications à toutes les échelles de la physique: Elle a été appliquée avec succès à la cosmologie pour décrire l’inflation cosmique primaire, l’accélération cosmique actuelle, la dynamique de la structure à grande échelle et la matière noire.
Ce champ de recherches a été récemment utilisé dans l’étude des ondes gravitationnelles et les récentes recherches en astrophysique : de nouvelles et convaincantes méthodes de calcul et des prédictions sont élaborées en s’appuyant sur les théories de diffusion d’amplitudes étudiées par les physiciens des particules.
Malgré ses avantages l’EFT peut rendre impossible une compréhension en profondeur de l’univers. Ceci parce qu’elle introduit des problèmes. Ainsi pendant des années les théoriciens des particules ont recherché le boson de Higgs, la particule qui donne leurs masses aux quarks et aux électrons. Dans le modèle standard des particules, celles ci peuvent temporairement se transformer en particules à vie courte dite particules virtuelles pour revenir rapidement à leur état original. Dans une bizarrerie de la mécanique quantique ces fluctuations qui gouvernent le monde des particules contribuent à leur masse. L’importance de cette contribution est fonction du plus haut niveau d’énergie atteint par la particule virtuelle.
Le seuil de ce niveau est défini par l’échelle de Planck, la plus basse échelle existant et le point où les effets gravitationnels deviennent si importants que le modèle standard doit être remplacé par des formules faisant une synthèse entre la gravité et la physique quantique. Mais la prédiction théorique est 27 plus élevé que celle obtenue par l’observation quand la particule fut découverte au LHC.
Un puzzle semblable est observé dans le domaine de l’énergie noire. Mais dans ce cas la valeur de l’énergie du vide mesurée est de trente fois inférieure à celle prédite par la théorie.
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