Les observations astronomiques révèlent que l'Univers connaît une expansion accélérée, ce qui, dans le contexte de la relativité générale, nécessite que la « constante cosmologique d'Einstein » soit positive.

Or ce point pose problème aux physiciens qui tentent d'unir relativité générale et mécanique quantique en développant une théorie de la gravitation quantique. En effet, la plus avancée d'entre elles, la théorie des cordes, conduit naturellement à une constante cosmologique négative. Pour y remédier, les chercheurs ont introduit dans leur théorie plusieurs « ingrédients » ad hoc (au nombre de 3).

Iosif Bena et Mariana Graña de l'IPhT, avec leur étudiant Dimitrios Toulikas, leur post-doc Gabriele Lo Monaco et Emilian Dudas du Centre de physique théorique (École polytechnique), sont parvenus à éliminer l'un de ces trois ingrédients.

L'Univers décrit par la théorie des cordes compte six dimensions spatiales supplémentaires par rapport aux trois que nous connaissons. Ces dimensions se cachent dans un « espace interne » microscopique et imperceptible. Celui-ci abrite néanmoins des objets capables d'émettre de l'énergie et des charges électriques (branes). Des physiciens théoriciens ont postulé l'existence d'une « anti-brane » enveloppant l'Univers entier et capable de produire des flux de charges de signe opposé à celui des charges issues de branes. En tenant compte des effets de cette anti-brane, les chercheurs de l'IPhT montrent qu'un ajustement fin de flux d'énergie visant à doter la constante cosmologique d'une valeur positive et proche de zéro n'a plus lieu d'être.

Le résultat de ces travaux peut être visualisé dans le cas d'un espace interne sphérique (à 2 dimensions au lieu de 6). La résolution des équations complexes de la théorie des cordes conduit à une courbe (en fonction du rayon de la sphère) en forme de potentiel, dont la valeur minimale correspond à un rayon de l'ordre de 10^-22 cm et se trouve associée à la constante cosmologique (courbe en rouge). Jusqu'à présent, un ingrédient ad hoc était nécessaire pour attribuer une valeur positive proche de zéro à ce minimum (courbe en tirets bleus). Avec les effets de l'anti-brane, la courbe s'ajuste à cette valeur « naturellement ».