Page 25 - 2012 Rapport Annuel - L

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domaine de la gravitation quantique.
Cette théorie prédit entre autres qu’à une
échelle infiniment petite, l’espace-temps
est fait d’éléments discrets qu’il est
impossible de subdiviser – comme les
blocs de Lego sont des multiples d’une
même longueur.
Les chercheurs en GQB ont toujours
calculé l’entropie des trous noirs en
comptant le nombre de différentes
manières dont l’horizon d’un trou
noir peut être « construit » à partir
de tels blocs d’espace-temps.
Cette approche ne correspondait
que partiellement à la formule de
Bekenstein-Hawking – mais même
cette correspondance partielle a été
considérée comme un triomphe.
Eugenio Bianchi a été en mesure de
franchir une étape supplémentaire.
À l’aide du formalisme nouveau
des mousses de spin (voir plus
haut), il a pu étudier l’énergie et la
température de chacun des blocs
d’espace-temps et attribuer à
chacun une entropie. Le calcul
de l’entropie totale d’un trou
noir qui en résulte correspond
parfaitement à la formule de
Bekenstein-Hawking.
Références :
Réseaux de spin et espace-temps :
FREIDEL,
L., et K. KRASNOV. « A New Spin Foam
Model for 4d Gravity »,
Classical and Quantum
Gravity
, vol. 25, nº 12, 2008, article 125018,
arXiv:0708.1595.
Construction de trous noirs :
BIANCHI, E.
Entropy of Non-Extremal Black Holes from
Loop Gravity
, arXiv:1204.5122.
Profil : Bianca Dittrich
À l’école, je m’intéressais à des choses comme l’écogéologie et la théorie du chaos. Mais
il s’est avéré que ce que j’aimais dans ces sujets, c’était la physique.
Mon principal domaine de recherche est la gravitation quantique, qui a pour but d’unifier
la relativité générale d’Einstein, belle théorie de l’espace-temps, et la physique quantique.
Nous travaillons sur les anciennes questions de la nature de l’espace et du temps, dont
nous savons maintenant qu’elle doit être quantique.
Nous avons depuis longtemps l’idée que l’espace-temps est constitué de nombreux
constituants élémentaires, comme la matière ordinaire est faite d’atomes. Le grand défi est
de construire des modèles cohérents de tels espaces-temps atomiques et de montrer qu’à
une grande échelle nous retrouvons un espace-temps lisse tel que nous le connaissons.
L’analogie entre l’espace-temps et la matière faite d’atomes est très tentante. Mais il y a une
différence importante : alors que les atomes de matière se déplacent dans l’espace et le temps,
les atomes d’espace-temps forment l’espace et le temps. La formulation d’une théorie qui n’a
pas besoin d’un espace-temps en fond de scène constitue une partie de mes recherches.
Une autre partie de mes travaux consiste à démontrer que des modèles atomiques d’espace-
temps peuvent donner un espace-temps lisse. Ici, comme pour la matière condensée, nous
faisons appel à la physique statistique pour étudier la limite à grande échelle des modèles de
gravitation quantique.
L’Institut Périmètre est l’endroit idéal pour mener de telles recherches qui constituent un défi car
elles portent sur les fondements mêmes de la physique. Elles touchent aussi divers domaines,
dont la gravitation, la théorie quantique des champs, les fondements quantiques et la matière
condensée, tous représentés à l’Institut Périmètre. De fait, l’atmosphère de collaboration de
l’Institut a été très utile à l’avancement de mes travaux.
– Bianca Dittrich
Bianca Dittrich, autrefois de l’Institut Albert-Einstein de Potsdam, en Allemagne,
est devenue professeure à l’Institut Périmètre en 2012.
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