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Une mécanique quantique non-unitaire
© Alexis Monnerot-Dumaine
Chapeau
Des physiciens théoriciens de l'IPhT ont fait progresser la compréhension des théories des champs « non-unitaires » en utilisant en particulier des résultats mathématiques récents sur les « algèbres associatives non semi-simples ». Ces travaux ont des applications potentielles à la transition de délocalisation dans l'effet Hall quantique entier, par exemple.
Publié le 17 mai 2017
Corps de texte
L'unitarité, qui stipule que la somme des probabilités de tous les évènements possibles est égale à un, est un des piliers de la mécanique quantique. Une mécanique quantique non-unitaire s'est néanmoins développée ces dernières années. La perte d'unitarité est le prix à payer pour utiliser une description de théorie des champs locale dans un problème initialement non-local (comme la percolation) ou désordonné (comme l'effet Hall entier).
Même si la somme des probabilités est encore égale à un, certaines d'entre elles peuvent désormais être négatives. Par ailleurs, des évènements de probabilité nulle ne peuvent plus être négligés. Ces difficultés sont heureusement compensées par l'apparition de symétries (« super-symétries »). Ainsi par exemple, pour des processus impliquant autant de bosons (particules de spin entier) que de fermions (particules de spin demi-entier), certaines probabilités peuvent s'annuler par compensation, mais les événements associés à ces probabilités nulles peuvent cependant se produire au cours d'étapes intermédiaires.
Des avancées importantes dans la compréhension des théories des champs correspondant à ces problèmes, spécialement dans le cas « invariant conforme », ont été accomplies ces dernières années par Hubert Saleur et ses collaborateurs dans le cadre de sa bourse ERC.
Ces avancées ont utilisé et aidé à développer des résultats mathématiques récents dans la théorie des « algèbres associatives non semi-simples ». Une conséquence directe de la non-unitarité est l'apparition de termes logarithmiques dans les fonctions de corrélations, au lieu de puissances « pures » dans le cas unitaire.
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