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MAY 12, 2026 REPORT

80 years after the Trinity nuclear test, scientists identify new molecule-trapping crystal formed in the blast

by Krystal Kasal, Phys.org

edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

 The GIST

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Matière condensée

Rapport du 12 mai 2026

80 ans après l'essai nucléaire Trinity, des scientifiques identifient un nouveau cristal de piégeage de molécules formé lors de l'explosion

Par Krystal Kasal, Phys.org

Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

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Images en lumière incidente de l'échantillon de trinitite rouge utilisé dans cette étude (recto et verso de l'échantillon). Crédit : Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI : 10.1073/pnas.2604165123

La matière se comporte étrangement dans des conditions extrêmes, et souvent, des traces de ces comportements persistent même lorsque les conditions reviennent à la normale. L'essai nucléaire Trinity de 1945 a laissé derrière lui de tels vestiges. Aujourd'hui, 80 ans après l'explosion, des chercheurs ont identifié un autre exemple unique de ce qui se produit lorsque divers matériaux sont chauffés à des températures supérieures à 1 500 °C (2 730 °F) et soumis à des pressions des dizaines de milliers de fois supérieures à la pression atmosphérique.

Dans leur nouvelle étude, publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), l'équipe décrit un composé clathrate jamais observé auparavant parmi les produits d'explosion nucléaire.

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Trinitite : le produit unique de l'explosion nucléaire de Trinity

Les conditions extrêmes engendrées par l'explosion de Trinity, suivies d'un refroidissement rapide, ont fusionné des particules provenant de la tour d'essai du site, de son infrastructure en cuivre et d'importants volumes de sable du désert du Nouveau-Mexique environnant. Il en a résulté un matériau vitreux : la trinitite.

La plupart des trinitites sont de couleur verte, mais il existe une autre forme, plus rare, appelée « trinitite rouge ». La trinitite rouge est enrichie en métaux provenant de la tour vaporisée, des câbles coaxiaux et des instruments d'enregistrement de Trinity. C'est au sein de cette substance que les chercheurs ont identifié un nouveau composé cristallin.

« L'étude systématique des gouttelettes métalliques présentes dans la trinitite rouge a révélé une gamme de phases inhabituelles, reflétant les environnements chimiques uniques créés lors de l'explosion », écrivent les auteurs de l'étude.

Premier clathrate découvert lors d'une explosion nucléaire

Grâce à des analyses par microsonde électronique et diffraction des rayons X appliquées à des échantillons de trinitite rouge, les chercheurs ont identifié une faible quantité de clathrate, un composé cristallin constitué d'un réseau qui piège ou contient des molécules hôtes dans des structures en forme de cage. Ce clathrate a été découvert dans une gouttelette métallique riche en cuivre présente dans la trinitite. L'équipe a constaté que ce matériau était composé de silicium, de calcium, de cuivre et d'une petite quantité de fer (composition : Si₈₅Ca₁₂Cu₂Fe₁) et qu'il possède une structure de clathrate cubique de type I. Dans ce cas précis, la structure en forme de cage renferme un atome de calcium en son centre.

« Nous rapportons la découverte d'un clathrate de type I Ca–Cu–Si jusqu'alors inconnu, formé lors de l'essai nucléaire Trinity. Il s'agit de la première occurrence de clathrate confirmée par cristallographie parmi les produits solides d'une explosion nucléaire. Sa structure, sa composition et son caractère métastable témoignent d'une formation dans des conditions de pression et de température extrêmes et de courte durée, inaccessibles à une synthèse en laboratoire à l'équilibre », écrit l'équipe de recherche.

Clathrate de type I Ca–Cu–Si : Le parent perdu du quasicristal

Des travaux antérieurs avaient également mis en évidence un quasicristal icosaédrique riche en silicium dans une partie riche en cuivre de la trinitite rouge, mais ses origines et sa structure exacte restaient incertaines. Les similitudes entre le quasicristal et cette nouvelle forme de clathrate ont suscité des interrogations chez les chercheurs.

Ils écrivent : « Ce quasicristal, formé dans des conditions extrêmes identiques, se trouve au sein de gouttelettes métalliques similaires riches en cuivre et présente une composition chimique exceptionnellement riche en silicium dans le système Ca–Cu–Si–(Fe). Comme le clathrate et le quasicristal sont tous deux composés d’éléments typiques présents dans le sable du désert ou dans la tour métallique, il semble évident qu’ils se sont formés lors de la détonation.»

Afin d’approfondir la relation potentielle entre le quasicristal et le clathrate, l’équipe a réalisé des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour tester la stabilité des modèles de clathrate et de quasicristal et déterminer si les structures de clathrate restent viables lorsque la teneur en cuivre approche celle du quasicristal de Trinity.

L’équipe a mis en évidence des limites claires à la relation structurale entre les phases cristallines du quasicristal et du clathrate. En particulier, les structures dérivées du clathrate se sont révélées stables uniquement à de faibles teneurs en cuivre, de l’ordre de 10 à 11 %, et non à la forte teneur en cuivre observée dans le quasicristal de Trinity. Des concentrations élevées de cuivre, de l'ordre de 21 %, ont entraîné une instabilité structurale, une perte de la topologie clathrate et une amorphisation. Ainsi, malgré des origines communes, différentes concentrations de cuivre ont conduit à des types de structures distincts.

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A

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RESUME

80 years after the Trinity nuclear test, scientists identify new molecule-trapping crystal formed in the blast

A previously unknown Ca–Cu–Si type-I clathrate crystal was identified in red trinitite formed during the Trinity nuclear test, marking the first crystallographically confirmed clathrate among nuclear explosion products. This metastable phase, with a cubic structure trapping calcium, forms only under extreme, short-lived pressure–temperature conditions. Density functional theory calculations indicate that clathrate and quasicrystal structures diverge at higher copper content, highlighting distinct formati

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PAS DE COMMENTAIRES !ilfaittrop chaud !

crise de flemingite aigue !!!!

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Publication details

Luca Bindi et al, Extreme nonequilibrium synthesis of a Ca–Cu–Si clathrate during the Trinity nuclear test, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2604165123

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Too little sleep—and too much—associated with faster aging

by Columbia University Irving Medical Center

edited by Sadie Harley, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

 The GIST

ae analyse des horloges biologiques dans tout le corps humain suggère qu'un manque de sommeil – et un excès – pourraient accélérer le vieillissement du cerveau, du cœur, des poumons et du système immunitaire, et sont associés à un large éventail de maladies.

« Des études antérieures ont montré que le sommeil est fortement lié au vieillissement et à la charge pathologique du cerveau. Notre étude va plus loin et démontre qu'un manque ou un excès de sommeil sont associés à un vieillissement accéléré de presque tous les organes, ce qui confirme l'idée que le sommeil est important pour le maintien de la santé des organes au sein d'un réseau cerveau-corps coordonné, notamment pour l'équilibre métabolique et un système immunitaire sain », explique Junhao Wen, professeur adjoint de radiologie au Collège des médecins et chirurgiens Vagelos de l'Université Columbia et responsable de l'étude.

Ces recherches ont été publiées dans la revue Nature.

Le pouvoir des horloges biologiques

Les horloges biologiques sont de plus en plus utilisées pour quantifier le décalage entre l'âge chronologique et l'âge réel d'une personne, grâce à l'apprentissage automatique et à l'analyse de données biologiques (par exemple, les protéines issues d'un test sanguin peu invasif).

Bien que la plupart de ces horloges mesurent le vieillissement de l'organisme dans son ensemble, les organes vieillissent à des rythmes différents – un fait bien connu des femmes confrontées au stress lié au vieillissement prématuré des ovaires.

L'équipe de Wen est pionnière dans la conception d'horloges biologiques pour des organes spécifiques, susceptibles de fournir des informations plus précises et personnalisées aux patients.

« Ces horloges biologiques et leur capacité à prédire les risques de maladies et de mortalité suscitent un vif intérêt », déclare Wen. « Mais pour moi, la question la plus passionnante est la suivante : pouvons-nous relier ces horloges à des facteurs liés au mode de vie, modifiables à temps pour ralentir le vieillissement ? »

La relation en forme de U entre les horloges biologiques et le sommeil

Le sommeil constituait un cas d'étude idéal, car il est de plus en plus reconnu comme un facteur important de santé. « Je suis moi-même une personne au sommeil léger et je commençais à m'inquiéter des effets sur ma santé », explique Wen.

Pour construire ses horloges biologiques, Wen a utilisé les données recueillies auprès d'un demi-million de participants de la UK Biobank et a eu recours à l'apprentissage automatique pour identifier les signatures du vieillissement d'un organe. Il a utilisé une grande variété de sources de données pour créer des horloges biologiques basées sur des données structurelles issues d'images médicales, de protéines spécifiques à chaque organe et de molécules présentes dans le sang de chaque organe.

« Dans le foie, par exemple, nous avons une horloge biologique construite à partir de données protéiques, une autre à partir de données métaboliques et une troisième à partir de données d'imagerie », explique Wen. « Cela nous permet de déterminer si le sommeil est spécifiquement associé aux horloges biologiques dérivées de multiples approches omiques et moléculaires. »

Il a ensuite évalué la relation entre la durée du sommeil (telle que rapportée par chaque participant de la Biobanque) et l'âge biologique de chaque individu, calculé à partir de 23 horloges biologiques réparties sur 17 systèmes d'organes.

À l'échelle de l'organisme, une tendance coordonnée en forme de U s'est dégagée : dans la population de la Biobanque britannique, un sommeil court (moins de 6 heures) comme un sommeil long (plus de 8 heures) étaient associés à un vieillissement plus rapide, tandis que le vieillissement le plus faible a été observé chez les personnes dormant entre 6,4 et 7,8 heures par jour. Cela ne signifie pas que la durée du sommeil à elle seule accélère ou ralentit le vieillissement des organes, mais suggère qu'un sommeil insuffisant ou excessif peut être un indicateur d'une santé globale plus fragile.

Le lien entre le sommeil et les maladies

La relation entre le sommeil et les maladies suggère l'existence d'un lien entre le cerveau et le corps qui dépasse la simple influence sur le cerveau.

Parmi les troubles cérébraux, un sommeil court était significativement associé aux épisodes dépressifs et aux troubles anxieux, comme l'ont montré d'autres études sur le sommeil et la santé mentale.

Un sommeil insuffisant était également associé à l'obésité, au diabète de type 2, à l'hypertension, aux cardiopathies ischémiques et aux arythmies cardiaques. Un sommeil trop court ou trop long était associé à la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), à l'asthme et à un ensemble de troubles digestifs, dont la gastrite et le reflux gastro-œsophagien.

Wen explique : « Ce schéma global cerveau-corps est important car il nous indique que la durée du sommeil est profondément ancrée dans notre physiologie et a des répercussions considérables sur l'ensemble de l'organisme.»

Un examen approfondi de la dépression tardive et du sommeil

Au-delà de leur capacité à prédire les maladies, les horloges biologiques spécifiques à chaque organe sont également précieuses pour déterminer le lien entre le sommeil et certaines pathologies, comme l'illustre l'étude de Wen sur la dépression tardive.

Bien que l'étude n'ait pas permis de déterminer avec certitude si la durée du sommeil était la cause de la dépression tardive ou si la dépression tardive influençait la durée du sommeil, l'équipe de Wen a appliqué une analyse de médiation à la dépression tardive, cherchant à savoir si les horloges biologiques modéraient la relation entre un sommeil trop court ou trop long et la dépression tardive.

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RESUME

Un manque de sommeil – et un excès – sont associés à un vieillissement accéléré.

L’analyse des horloges biologiques du vieillissement spécifiques à chaque organe indique que des durées de sommeil courtes (< 6 heures) et longues (> 8 heures) sont associées à un vieillissement accéléré dans de nombreux systèmes organiques, le vieillissement optimal étant observé pour une durée de sommeil de 6,4 à 7,8 heures par nuit. Un sommeil insuffisant ou excessif est corrélé à un risque accru de diverses maladies, notamment des troubles métaboliques, cardiovasculaires, respiratoires et mentaux, ce qui suggère que la durée du sommeil est intrinsèquement liée à la santé physiologique systémique. Différentes voies biologiques pourraient sous-tendre ces associations.

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COMMENTAIRES 

J ai lu cet article avec enthoudiasme! Car  j ai du intervenir pour abreger ces  longues attentes pour m 'endormir  ! Heureusement le toubib  m a donné le bon médicament 

Vive le bon sommeil   !!!!

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Publication details

Junhao Wen, Sleep chart of biological aging clocks in middle and late life, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10524-5. www.nature.com/articles/s41586-026-10524-5

Journal information: Nature 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Physicists create hybrid light-matter particles that interact strongly enough to compute

by University of Pennsylvania

edited by Lisa Lock, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

 The GIST

Des physiciens créent des particules hybrides lumière-matière interagissant suffisamment fortement pour permettre le calcul

Université de Pennsylvanie

Édité par Lisa Lock, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

The GIST

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Dans cette illustration, la lumière est injectée dans une cavité nanométrique et interagit avec un matériau atomiquement mince, créant des excitons-polaritons. Ces particules hybrides combinent la vitesse de la lumière et la capacité d'interaction de la matière, permettant ainsi la commutation de signaux optiques. Crédit : Zhi Wang

Il y a quatre-vingts ans, les chercheurs de l'Université de Pennsylvanie, J. Presper Eckert et John Mauchly, ont inauguré l'ère de l'informatique électronique en exploitant les électrons pour résoudre des problèmes numériques complexes grâce à l'ENIAC, le premier ordinateur électronique universel au monde. Aujourd'hui, cette même architecture sous-tend toujours l'informatique générale, mais les électrons commencent à montrer leurs limites. Du fait de leur charge électrique, ils perdent de l'énergie sous forme de chaleur, rencontrent une résistance lorsqu'ils se déplacent dans les matériaux et deviennent plus difficiles à gérer à mesure que les puces intègrent davantage de transistors et traitent des volumes de données plus importants.

L'avenir des photons

Face à l'intelligence artificielle qui met à rude épreuve les capacités de traitement, de déplacement et de refroidissement actuelles, des physiciens de l'Université de Pennsylvanie, dirigés par Bo Zhen au sein de la Faculté des arts et des sciences, se tournent vers le photon, homologue sans masse de l'électron, pour prendre en charge une part croissante de ces tâches.

« Du fait de leur neutralité électrique et de leur masse au repos nulle, les photons peuvent transporter l'information rapidement sur de longues distances avec des pertes minimales, ce qui leur permet de dominer les technologies de communication », explique Li He, co-premier auteur d'un article publié dans Physical Review Letters et ancien chercheur postdoctoral au sein du laboratoire de Zhen. « Cependant, cette neutralité implique une interaction minimale avec leur environnement, les rendant inadaptés à la logique de commutation de signaux dont dépendent les ordinateurs.»

Comment les exciton-polaritons permettent la commutation

L'équipe de Zhen a créé une quasi-particule qui « combine la vitesse de la lumière et les interactions fortes de la matière ». Ces quasi-particules, ou exciton-polaritons, sont créées en couplant des photons à des électrons dans un semi-conducteur atomiquement mince, permettant ainsi à la lumière d'interagir suffisamment fortement pour la commutation de signaux nécessaire au calcul.

Cette avancée pourrait s'avérer particulièrement importante pour l'IA.

De nombreuses puces photoniques d'IA peuvent déjà effectuer des calculs simples à l'aide de la lumière, explique Zhen, mais pour réaliser des étapes d'activation non linéaires, telles que l'application de règles de décision, elles doivent encore reconvertir les signaux lumineux en signaux électroniques plus lents et plus énergivores.

Ces conversions répétées nuisent à la vitesse et à l'efficacité qui rendent le calcul photonique si attractif. En utilisant des exciton-polaritons, l'équipe a démontré une commutation entièrement optique à environ 4 quadrillionièmes de joule, une quantité d'énergie extrêmement faible, bien inférieure à celle nécessaire pour alimenter brièvement une minuscule LED.

Si elle est industrialisée, cette plateforme pourrait permettre aux puces photoniques de traiter la lumière directement issue des caméras, de réduire la consommation énergétique des grands systèmes d'IA et d'ouvrir la voie à des capacités de calcul quantique de base sur puce.

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RESUME

Des physiciens créent des particules hybrides lumière-matière    et  interagissant suffisamment fort pour permettre des calculs.

Ces quasi-particules hybrides, appelées excitons-polaritons, formées par le couplage de photons avec des électrons dans des semi-conducteurs atomiquement minces, permettent des interactions lumineuses suffisamment fortes pour une commutation de signaux tout optique. Cette approche permet une commutation à des niveaux d'énergie extrêmement bas (environ 4 quadrillionièmes de joule), améliorant potentiellement l'efficacité des puces photoniques et prenant en charge le traitement optique direct et les fonctions d'informatique quantique.

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commentaires

Joli travail de tchnologie et de physique ;je suis impressionné  par le niveau d'énergie atteibt (4 quadrillionièmes de joule),)

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Publication details

Zhi Wang et al, Strongly Nonlinear Nanocavity Exciton Polaritons in Gate-Tunable Monolayer Semiconductors, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/gc15-qsvf

Journal information: Physical Review Letters 

Key concepts

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 MAY 14, 2026

String theory is uniquely derived from basic assumptions about the universe, physicists show

by Whitney Clavin, California Institute of Technology

edited by Lisa Lock, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

 The GIST

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Physique

Physique quantique

14 mai 2026

La théorie des cordes découle de manière unique d'hypothèses fondamentales sur l'univers, démontrent des physiciens

Par Whitney Clavin, Institut de technologie de Californie

Édité par Lisa Lock, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Illustration montrant comment la théorie des cordes émerge de quelques hypothèses mathématiques simples sur les collisions de particules. Crédit : Illustration générée par IA par Clifford Cheung

Si vous preniez une pomme et la décomposiez en morceaux de plus en plus petits, vous trouveriez des molécules, puis des atomes, suivis de particules subatomiques comme les protons et les quarks et gluons qui les composent. Vous pourriez penser avoir atteint le fond, mais, selon les théoriciens des cordes, si vous continuez à descendre à des échelles encore plus petites — environ un milliard de milliards de fois plus petites qu'un proton —, vous trouverez encore plus : de minuscules cordes vibrantes.

Développée dans les années 1960, la théorie des cordes propose que tout dans l'univers soit constitué de cordes invisibles. Cette théorie est apparue comme une solution possible au problème de la « gravité quantique », la recherche d'un accord entre la mécanique quantique, qui décrit notre monde à l'échelle microscopique, et la théorie de la relativité générale, qui explique le fonctionnement de notre univers à l'échelle macroscopique (et inclut la gravité). Les chercheurs ont tenté de concilier les deux théories – en se demandant, par exemple, comment la gravité se comporte dans le domaine quantique – mais leurs équations deviennent incontrôlables, ou, en termes mathématiques, tendent vers l'infini.

La théorie des cordes est une solution mathématique qui permet de maîtriser ces infinis incontrôlables. Elle postule que toutes les particules, y compris le graviton – la particule hypothétique censée transmettre la force de gravité – sont générées par des cordes vibrantes de très petite taille. Les mathématiques sous-jacentes à la théorie des cordes exigent que ces dernières vibrent dans au moins dix dimensions, et non dans les quatre dimensions qui nous entourent (trois pour l'espace et une pour le temps). C'est l'une des raisons pour lesquelles certains scientifiques doutent de la validité de cette théorie. Mais le plus grand défi pour cette théorie réside peut-être dans les énergies extrêmement élevées nécessaires à sa vérification : une telle expérience exigerait un collisionneur de particules de la taille d'une galaxie.

Que faire, alors ? Une approche possible pour sonder la théorie consiste à recourir à une démarche dite « bootstrap », où les chercheurs partent de certaines hypothèses qu'ils estiment vraies concernant l'univers, puis observent quelles lois émergent de ces hypothèses. Dans un article intitulé « Strings from Almost Nothing », accepté pour publication dans Physical Review Letters, des chercheurs du Caltech, en collaboration avec leurs collègues de l'Université de New York et de l'Institut de Fisica d'Altes Energies de Barcelone, ont précisément procédé ainsi. À partir de quelques hypothèses fondamentales sur la manière dont les particules devraient se diffuser les unes aux autres à très haute énergie, ils ont déduit les éléments de la théorie des cordes.

« Les cordes sont apparues comme par magie », déclare Clifford Cheung, professeur de physique théorique et directeur du Forum Leinweber de physique théorique à Caltech. « Nous n'avions au départ aucune hypothèse concernant les cordes, et pourtant la solution contenait les signatures fondamentales de cette théorie. »

Bien que ces travaux ne constituent pas une preuve expérimentale de la théorie des cordes, ils sont « très suggestifs d'un point de vue théorique, car les hypothèses générales auraient pu engendrer une infinité de solutions, alors qu'elles n'en ont abouti qu'à une seule », explique Cheung.

Cette approche par amorçage permet aux physiciens de cibler les caractéristiques essentielles de la théorie des cordes, explique Hirosi Ooguri, professeur Fred Kavli de physique théorique et de mathématiques à Caltech et titulaire de la chaire Kent et Joyce Kresa de la Division de physique, mathématiques et astronomie, lui-même théoricien des cordes, bien que non co-auteur de l'article. « Cela aide aussi les chercheurs à élaborer des théories alternatives. Si la théorie des cordes est fausse et que nous voulons trouver un autre modèle, quelles hypothèses fondamentales devons-nous abandonner ? » explique Ooguri.

L'une des signatures clés de la théorie des cordes qui a « échappé » à l'analyse de l'équipe est connue sous le nom de spectre des cordes. Découvert par le physicien théoricien italien Gabriele Veneziano, du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), à ​​la fin des années 1960, ce spectre représente une tour infinie, ou échelle, de particules, dont les masses et les spins augmentent par paliers discrets.

« À l'époque de Veneziano, les collisionneurs de particules observaient un véritable nuage de débris issu des collisions : des particules de masses différentes. C'était fascinant, et personne ne comprenait ce qui se passait. Veneziano a formulé une fonction pour décrire toutes les masses, révélant ainsi une tour infinie de particules », explique Cheung.

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Courriel

D'autres chercheurs ont par la suite compris que la tour de particules de Veneziano correspondait à une série harmonique d'une corde vibrante. Si l'on pince une corde de violon, on obtient une série de notes représentant la note fondamentale et ses harmoniques, qui suivent un schéma similaire.

La théorie des cordes était née, mais ce n'est qu'en 1974 que John Schwarz, professeur émérite de physique théorique à Caltech, et son collègue Joël Scherk, physicien français, ont réalisé que cette théorie incluait la gravité, établissant ainsi le premier lien entre la théorie des cordes et la relativité générale.

« Comme tous les physiciens des particules de cette époque, nous ne nous étions pas intéressés à la gravité auparavant. Les théories des cordes se comportent bien aux très hautes énergies, contrairement à la théorie de la relativité générale d'Einstein, qui subsiste comme approximation à basse énergie. Par conséquent, même si beaucoup de choses restaient encore obscures, nous étions très enthousiastes à l'idée qu'une version de la théorie des cordes puisse fournir une théorie quantique unifiée du tout », explique Schwarz.

En théorie des cordes, différents modes de vibration de minuscules cordes donnent naissance aux différentes particules. Par exemple, un photon provient d'une corde ouverte vibrant dans son mode fondamental, tandis que le graviton serait issu du mode de vibration fondamental d'une corde fermée.

De la base au sommet

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs se sont intéressés aux amplitudes de diffusion, qui décrivent les probabilités des résultats possibles des collisions de particules. Lorsqu'ils formulent ces amplitudes à des énergies de plus en plus élevées à l'aide des outils de la relativité générale, des infinis incontrôlables apparaissent. Mathématiquement parlant, cela signifie que les résultats sont incohérents et impossibles.

« Si l'on utilise la relativité générale et que l'on effectue des diffusions à des énergies très élevées, à l'échelle de Planck (soit environ 19 ordres de grandeur supérieurs à la masse d'un proton), on obtient un résultat absurde. Tout s'effondre », explique Cheung.

C'est là que la théorie des cordes prend tout son sens. Cela empêche les calculs mathématiques de tendre vers l'infini de plusieurs manières, notamment grâce à un phénomène appelé ultra-souplesse. Les cordes adoucissent, ou atténuent, les interactions aux très hautes énergies, les rendant ainsi plus faciles à gérer mathématiquement.

« Dans le cadre de la théorie des cordes, lorsque le transfert d'énergie entre les particules augmente, la probabilité qu'elles se diffusent diminue rapidement. C'est comme si les particules ne cherchaient même pas à se diffuser les unes aux autres, mais préféraient se déplacer librement », explique Cheung. « Les amplitudes de diffusion ne tendent pas vers l'infini. Le comportement est plus stable. »

Les chercheurs ont pris cette propriété d'ultra-souplesse du comportement des particules comme l'une de leurs hypothèses de départ. Ils n'ont rien supposé concernant les cordes elles-mêmes, mais ont considéré comme vrai que les particules ont une plus faible probabilité de se diffuser aux hautes énergies – une condition nécessaire pour maîtriser les infinis indésirables dans les théories de la gravité quantique.

De plus, ils ont formulé une autre hypothèse sur le comportement des particules, appelée « zéros minimaux », qui est plus complexe. « Étonnamment, la cohérence exige que les amplitudes de diffusion interagissent, mais aussi qu'elles n'interagissent pas en certains points cinématiques particuliers appelés « zéros ». L'hypothèse de « zéros minimaux » impose le nombre le plus faible possible de ces points d'annulation mathématiquement autorisés par les équations », explique Cheung.

À partir des formules mathématiques décrivant ces deux hypothèses, les chercheurs ont rigoureusement démontré que les seules fonctions mathématiques satisfaisant ces hypothèses constituaient les caractéristiques fondamentales de la théorie des cordes. Ces caractéristiques comprennent le spectre complet des masses et des spins des particules, tels que définis par la théorie des cordes, ainsi que leurs forces d'interaction détaillées.

« Les détails précis de la théorie des cordes ont émergé automatiquement, notamment la tour infinie de particules massives en rotation qui forment les « harmoniques » de la corde qui font la renommée de la théorie », explique Grant N. Remmen (doctorat 2017), co-auteur et chercheur postdoctoral James Arthur à l'Université de New York.

L'approche par amorçage des chercheurs s'apparente à un sudoku : on part de quelques règles à suivre concernant h.

« À partir de principes fondamentaux. »

Cheung cite également Steven Frautschi, du Caltech, comme un pionnier de l'approche bootstrap. Frautschi, professeur émérite de physique théorique au Caltech, et son collègue, feu Geoffrey Chew, anciennement de l'UC Berkeley, furent les premiers à développer la théorie bootstrap en physique des particules dans les années 1960 (Chew a trouvé ce nom d'après l'expression « se hisser par ses propres moyens »). Frautschi et Chew ont trouvé les premières preuves de l'existence de la tour infinie de particules, découverte plus tard par Veneziano.

« L'idée de bootstrap était tombée en désuétude, mais aujourd'hui, des personnes comme Cliff la font revivre et la modernisent », explique Ooguri. « Nous comprenons désormais mieux les hypothèses fondamentales que nous pouvons formuler, et nous disposons de techniques plus robustes pour traduire ces hypothèses en propriétés de diffusion. »

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RESUME

Des physiciens démontrent que la théorie des cordes découle de manière unique d'hypothèses fondamentales sur l'univers.

En appliquant une approche de rééchantillonnage basée sur des hypothèses minimales concernant la diffusion des particules de haute énergie — notamment l'ultra-molleté et le nombre minimal de zéros —, des chercheurs ont dérivé mathématiquement les caractéristiques essentielles de la théorie des cordes, dont son spectre infini de masses et de spins. Ce résultat suggère que la théorie des cordes émerge de manière unique de ces principes physiques fondamentaux, imposant ainsi une contrainte théorique forte aux modèles possibles de gravité quantique.

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COMMENTAIRES

 J ai longtemps espéré  que théorie des cordes puisse déboucher sur une

imagerie  quantique  claire  et explique pourqoi pas  les  caracteristiques   d une particule de masse et de charge électrique  ... Mais dans les années  2000-2010  la théorie    M formulée a Princeton  parEdwin  Witten

m en a dissuadé !!

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En physique fondamentale, la théorie des cordes est un cadre théorique dans lequel les particules ponctuelles du modèle standard sont remplacées par des objets unidimensionnels appelés cordes. La théorie décrit comment ces cordes se propagent dans l'espace et interagissent les unes avec les autres.

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Publication details

Clifford Cheung et al, Strings from almost nothing, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/cw4p-cqh7. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2508.09246

Journal information: Physical Review Letters  , arXiv