Gravitation quantique

Notre compréhension de la nature est actuellement divisée en deux domaines très distincts : la théorie quantique, qui décrit la physique à l’échelle la plus petite (les atomes et les particules subatomiques), et la théorie de la relativité, qui s’applique aux plus grandes échelles (la gravité, l’espace et le temps). La gravité quantique cherche à unifier ces deux domaines en une seule description de la nature, fondée sur un ensemble unique de principes.

En 1905, Einstein a contribué à la création de la physique moderne en proposant deux théories révolutionnaires. La théorie de la relativité a transformé notre façon de penser l’espace, le temps, la gravité et le mouvement, tandis que la théorie quantique a ouvert une nouvelle compréhension de la matière, des atomes et de la lumière. Cependant, tant que ces deux cadres restent séparés, la révolution demeure incomplète. Chercher à unifier la relativité et la théorie quantique revient à s’attaquer au problème de la gravité quantique.

Actuellement, ce domaine comprend des approches anciennes et bien développées ainsi que de nouvelles idées. À l’Institut Périmètre, nous évitons d’adopter prématurément une approche unique face à ce défi à haut risque et à fort potentiel. Au lieu de cela, nous avons créé un environnement de recherche unique qui s’inspire d’un large éventail d’approches, anciennes et nouvelles. Nous encourageons tout particulièrement les chercheurs à développer de nouvelles idées et à aborder le problème sous des angles inédits. Cet environnement diversifié a fait de l’Institut Périmètre un centre de recherche de premier plan en gravité quantique.

Plusieurs idées actuellement à l’étude ont été développées récemment à l’Institut Périmètre, notamment la localité relative, une approche novatrice de la nature de l’espace-temps, la dynamique de forme, une reformulation de la relativité générale, et la formulation des frontières cohérentes, qui est une nouvelle façon de définir et de calculer les théories de la gravité quantique. Parallèlement, les chercheurs de l’Institut poursuivent leurs travaux dans des programmes de recherche de longue date en gravité quantique, incluant la gravité quantique à boucles, les triangulations dynamiques causales, les ensembles causaux, et la théorie des cordes.

Les chercheurs de l’Institut Périmètre spécialisés en gravité quantique contribuent également aux avancées dans d’autres domaines, notamment les fondements de la théorie quantique, la cosmologie et la théorie quantique des champs.