L'INTERACTION FORTE

Cette borne n'a l'air de rien, mais elle résulte de phénomènes fantastiques   Dans l'espace quadridimensionnel « extérieurement ratatiné » en un point « dans » le néant, seules des structures de liens spatiaux comptant au plus trois dimensions spatiales peuvent s'étendre. Résultent de cette restriction la gravitation, le magnétisme et les deux interactions nucléaires.

 

Les espaces bidimensionnels

Ils sont au nombre de (4² - 4) / 2, soit six espaces bidimensionnels :

• hauteur / largeur
• hauteur / profondeur
• largeur / profondeur
• hyperdimension / hauteur
• hyperdimension / largeur
• hyperdimension / profondeur

Les trois espaces bidimensionnels ne comportant pas d'hyperdimension constituent des sous-ensembles de la gravitation : mettons-les ici de côté.

Quant aux trois espaces bidimensionnels comportant de l'hyperdimension, notre espace 3D dimensionnel les « voit » comme des distorsions spatiales unidimensionnelles. Ou plus exactement, comme trois espaces dimensionnels, auxquels s'ajoutent les trois projections transformées des trois espaces hyperdimensionnels. Ce qui au final, de notre point de vue, donne six sources (uni)dimensionnelles de mouvement, donc six quarks (u et d, c et s, t et b).

 

Les quarks

Soit un quark se combine à un antiquark pour constituer un méson instable, soit trois quarks s'assemblent pour former des particules plus lourdes, telles que les protons, les neutrons ou les hypérons - soit quatre quarks ou plus forment d'autres particules subatomiques, si elles existent. Prédit par le théoricien russe Dmitri Diakonov et ses collègues en 1997, le pentaquark, particule à cinq quarks, reste insaisissable : certaines expériences le détectent, d'autres non. Les antiquarks constituent aussi des particules d'antimatière.

Les quarks sont très fortement liés entre eux, ils sont « confinés dans les hadrons », dans des particules sensibles à l'interaction forte. L'action de ce confinement augmente avec la distance. Il n'a ainsi jamais été possible d'isoler un quark. L'énergie nécessaire à l'extraction d'un quark à son confinement est en effet telle qu'elle se transforme aussitôt en au moins un nouveau (anti)quark. Le quark « extrait » ne fait alors que changer de hadron.

Dans notre espace tridimensionnel hauteur / largeur / longueur, il y a en effet transformation des espaces hyperdimensionnels 2D en espaces unidimensionnels 1D. Chacun de ces espaces unidimensionnels, à la longueur plus ou moins fluctuante, est constitué d'un seul lien spatial, ou d'une suite unidimensionnelle de liens spatiaux. Toutes les fois que deux quarks, liés entre eux par un espace unidimensionnel, s'éloignent l'un de l'autre, c'est au moins un lien spatial qui s'allonge, ce n'est pas une vague de particules relatives qui se déplace en 2 ou 3D. Or le mouvement de chaque lien spatial est très fortement contraint, puisqu'il dépend conjointement de 2# - 1 environnements différents. Plus deux quarks s'éloignent l'un de l'autre, plus leur mouvement rencontre de résistance, ce qui explique leur confinement. S'explique aussi le fait que les lignes de forces s'exercent de façon unidimensionnelle d'un quark à un autre, sans s'étendre autour des particules, comme c'est le cas avec les interactions faible, électromagnétique ou gravitationnelle.

Les protons tous positifs d'un même noyau atomique surmontent ainsi leur répulsion électrostatique par le confinement des quarks constitutifs du noyau. Piégés par les limitations unidimensionnelles du mouvement de leurs particules relatives constitutives, ils restent plus ou moins stables dans une sorte de « mer » de liens spatiaux. Ils subissent ainsi l'interaction forte, commune à tous les hadrons.

De la même façon, les gluons, vecteurs de l'interaction forte, devraient a priori posséder une portée infinie, comme celle des photons, puisqu'ils possèdent une masse nulle. Mais leur unidimensionnalité restreint leur portée à des échelles de l'ordre de la taille du noyau atomique.

Ces contraintes spatiales sont beaucoup plus fortes aux échelles subatomiques qu'au-dessus. Plus l'échelle s'agrandit en effet, et plus des liens spatiaux en grand nombre portent le mouvement, ce qui multiplie les chemins de remplacement que peut emprunter la propagation.

 

Charges de couleur et d'anti-couleur

• hauteur + hyperdimension cachée
• largeur + hyperdimension cachée
• profondeur + hyperdimension cachée

Par « hyperdimension cachée » entendons là encore des basculements permanents de l'hyperdimension dans notre espace 3D, en hauteur, en largeur, ou en profondeur.

Ces trois espaces (hyper)dimensionnels des quarks correspondent aux trois charges de « couleur » (le rouge, le vert et le bleu) de base de la chromodynamique quantique. Ces « couleurs » abstraites caractérisent la sensibilité des quarks à l'interaction forte.

En fait les choses sont un petit peu plus compliquées, parce qu'existent aussi des charges d'anti-couleur. Disons arbitrairement qu'il y a couleur lorsqu'une dimension est considérée dans la direction passé - avenir dans l'ordre de création des points, et anti-couleur lorsqu'elle est considérée dans la direction avenir - passé. (Respectivement, de l'extrémité la plus ancienne d'un boucle spatiale vers la plus récente, et de la plus récente vers la plus ancienne.) Nous pourrions aussi admettre l'inverse, ce qui ne changerait rien sur le fond.

Lorsque les quarks unissent leurs trois espaces unidimensionnels autorisés dans notre 3D dimensionnelle, ils constituent des particules subatomiques « blanches » plutôt stables, puisque formées de hauteur / largeur / profondeur. Dans ce cas en effet, leurs distorsions spatiales respectives trouvent des compensations géométriques dans leur environnement immédiat, ce qui stabilise globalement le chaos de leurs mouvements.

Représentation symbolique d'un hadron « blanc » composé de trois quarks « colorés » Cet espace 3D compte moins de liens verts que de liens bleus et moins de liens bleus que de liens rouges : il est géométriquement « irrégulier », c'est-à-dire courbe, riemannien. De ses distorsions spatiales résultent une partie de ses caractéristiques ; elles peuvent être très diverses : par exemple de grandes différences de masses existent entre les quarks de différentes espèces.

Mais les dimensions sont interchangeables. Par exemple, un crayon tenu verticalement est plus haut que large, puis après un quart de tour sur un côté, il est plus large que haut. Il en va de même des quarks et de leur géométrie, qui se transforment facilement.

Dans cette géométrie mouvante, les quarks de même couleur se repoussent et ceux de couleurs différentes s'attirent :

• Les (hyper)espaces d'une même dimension (de même couleur) tendent à constituer les segments d'espaces unidimensionnels uniques. Des petites longueurs se transforment alors en plus grandes. Ce qui se traduit par une répulsion.
• Les (hyper)espaces de dimensions (de couleurs) différentes tendent à constituer des espaces 4D interdits. Ils se décomposent plus ou moins en permanence. Des grandes longueurs se transforment alors en plus petites. Ce qui se traduit par une attraction.

Une couleur revient à une couleur considérée dans la direction passé - avenir, dans l'ordre de création des points, avons-nous dit. Or les échos négatifs qui reviennent vers les liens spatiaux de couleur vont de l'horizon vers le lien, ils sont équivalents à de la couleur qui remonte le cours du temps. Passé et avenir s'inversent - en partie seulement, parce que se crée toujours un point de plus à chaque instant de plus. Considérons donc qu'à chaque couleur revienne comme énergie négative l'équivalent d'une anti-couleur. Couleur et anti-couleur interfèrent entre elles, elles tendent elles aussi à constituer des espaces 4D interdits. Leurs espaces se décomposent plus ou moins, des grandes longueurs se transforment en plus petites. Ce qui se traduit par une attraction et par la création des mésons. L'addition d'une couleur et d'une anti-couleur donne par ailleurs la couleur blanche.

Les particules sensibles à la couleur interagissent entre elles en échangeant des gluons, qui sont eux-mêmes chargés de la couleurs qu'ils portent. Ce qui les distingue des photons, qui eux portent les charges électromagnétiques sans être eux-mêmes chargés. Les particules sensibles à la couleur sont en effet l'espace (unidimensionnel). Alors que les particules sensibles à l'électromagnétisme ne sont pas elles-mêmes l'espace, elle ne font que subir les distorsions de géodésiques, d'où leur neutralité.

S'ensuivent des phénomènes « d'écrantage ». Chaque particule d'une couleur s'entoure d'un nuage de particules virtuelles de couleur contraire. Comme ce nuage est chargé, plus on considère une grande échelles autour de la particule, plus la charge est importante. Plus deux quarks de couleurs différentes s'éloignent l'un de l'autre et plus la charge qui les relie est... forte. Aux plus petites échelles, les quarks se comportent plutôt comme des particules libres, c'est pourquoi il est ici question de « liberté asymptotique ». L'électrodynamique décrit elle aussi un tel phénomène d'crantage, mais inversé. Les photons ne sont pas chargés et l'action de l'électromagnétisme diminue avec la distance.

De plus, « l'interchangeabilité » des dimensions rend les quarks eux aussi plus ou moins « interchangeables ». Chaque quark n'est pas « pur », c'est un « mélange » oscillant, qui favorise plus ou moins telle ou telle espèce. Les angles de Cabibbo décrivent ces mélanges. Ils évoquent les secteurs d'une représentation graphique en « camembert » : un même quark comporte tel ou tel pourcentage de deux variétés de quarks.

 

Charges de saveur

Les quarks se distinguent aussi par leur sensibilité à l'interaction faible, qui les fait changer d'espèce. À six charges de « saveur » (u et d, c et s, t et b) correspondent six espèces de quarks. Par exemple, lors d'une désintégration bêta, un quark u se change en quark d.

L'interaction faible distingue les quarks appartenant aux espaces 3D comportant de l'hyperdimension et ceux n'y appartenant pas. Il existe donc de son « point de vue » deux espaces hauteur / largeur / profondeur - soit six charges de saveur. S'ensuivent des transformations de géométries, qui correspondent à des changements d'espèces. S'ensuivent aussi des désintégrations, parce que parmi ces transformations, il y a de l'hyperdimension. C'est-à-dire des espaces interdits qui basculent vers des géométries autorisées avant même d'avoir pu se créer.

La saveur apporte aux hadrons toutes leurs propriétés de base - charges de couleur exceptées - en particulier leurs charges électromagnétiques.

 

Charges électromagnétiques fractionnaires

Objets bidimensionnels comportant de l'hyperdimension, les quarks se montrent à nous sous la forme d'objets unidimensionnels. Ils n'occupent qu'un tiers de notre espace tridimensionnel. Cette répartition leur confère des charges électromagnétiques fractionnaires, c'est-à-dire multiples de + 1/3 ou de - 1/3.

Pourtant, la géométrie de l'électromagnétisme est bidimensionnelle. De son « point de vue » la charge des quarks est un multiple de + 1/2 ou de - 1/2. « L'univers électromagnétique » et le nôtre ne « voient » donc pas la même chose, ils sont très différents l'un de l'autre, bien que les mêmes lois physiques les régissent. Il y a peut-être là un effet physique encore à découvrir.

 

La répulsion cœur dur

Plus l'échelle diminue et plus les liens spatiaux ne comportant que deux points constitutifs s'accumulent. De tels liens ne peuvent varier que de deux façons : disparaître ou s'allonger. Donc plus l'échelle diminue et plus les variations des liens ne s'opèrent que dans un seul sens : l'allongement - donc la répulsion. Se retrouve là la répulsion (ou le potentiel) cœur dur. Existe ainsi une saturation des liaisons entre les nucléons, qui augmente comme diminue la distance.

 

Résumé des quatre interactions fondamentales

La gravitation :

hauteur + largeur + profondeur

L'interaction faible :

hauteur + profondeur + hyperdimension cachée
ou
hauteur + largeur + hyperdimension cachée
ou
profondeur + largeur + hyperdimension cachée

L'interaction électromagnétique :

hauteur + profondeur + hyperdimension cachée
et
hauteur + largeur + hyperdimension cachée
et
profondeur + largeur + hyperdimension cachée

L'interaction forte :

hauteur + hyperdimension cachée
et / ou
largeur + hyperdimension cachée
et / ou
profondeur + hyperdimension cachée

 

Ce n'est sans doute pas un hasard si l'intensité des quatre interactions tend à s'égaliser au voisinage de l'échelle de Planck : plus l'échelle est petite, plus le nombre de points en action est petit, et plus les différences entre les géométries se réduisent.

Le mouvement complexe des boucles spatiales permet à l'univers d'utiliser les quatre dimensions spatiales existantes, sans pour autant se réduire à un univers ratatiné en un point.