En théorie – Les théoriciens sont-ils des fans de football ?

La physique théorique regroupe plusieurs théories différentes. Les chercheurs et chercheuses consacrent souvent leur vie à comprendre pleinement l’une d’elles. (Image : Sophia Bennett/CERN)

Écouter un théoricien parler de sa discipline est un peu comme écouter un fan de football parler de l’équipe qu’il supporte.

Qu’ils tombent amoureux de la théorie des cordes, portés par l’engouement de la découverte d’un nouveau territoire, comme s’ils avaient remporté la coupe du monde, ou qu’ils poursuivent sans relâche leurs recherches sur la supersymétrie malgré quelques échecs, les théoriciens ayant opté pour une théorie spécifique ne se laissent rarement tentés par d’autres théories avant d’avoir fini de l’explorer.

« Le niveau de complexité des différentes branches de la physique théorique est tel que personne ne peut être expert en tout », souligne Gian Giudice, chef du département Théorie, qui travaille sur la physique des particules et la  cosmologie.

Personalities and History of CERN
Gian Giudice est chef du département Théorie du CERN. Selon lui, la science se développe souvent en empruntant des chemins bien moins logiques et rationnels que ne le pensent la plupart des gens. C’est seulement en toute fin de parcours qu'une image claire se dessine. Alors, rétrospectivement, tout paraît simple et logique. (Image : Sophia Bennett/CERN)

« Nos idées évoluent constamment à mesure que nous sommes confrontés à de nouveaux développements théoriques et à de nouveaux résultats expérimentaux. C’est pourquoi les physiciens théoriciens passent rarement toute leur carrière à travailler sur le même sujet, mais s’efforcent toujours d’ouvrir de nouvelles voies », explique Gian Giudice.

En explorant de façon quasi obsessionnelle un domaine, à l’image d’un supporter capable de dire le nom de chaque buteur pour chaque match, les théoriciens finissent par en connaître les moindres détails.

Cela peut en effet être crucial pour eux de comprendre comment de nouveaux développements s’inscrivent dans l’histoire de leur discipline, de savoir qui sont les acteurs importants et de voir comment cela pourrait influencer leur propre travail.

Mon équipe est meilleure que la tienne

Les facteurs qui influent sur le choix de l’équipe de football que vous décidez de supporter, comme le lieu où vous vivez, ou le joueur qui a le plus de succès, sont semblables à ceux qui déterminent le choix des théoriciens d'explorer tel ou tel domaine.

« Au moment où j’ai déménagé à Princeton, aux États-Unis, la théorie des supercordes était en plein essor. Je venais de m’installer ; il était donc naturel de travailler sur cette théorie, comme le faisait tout le monde à Princeton », confie Michelangelo Mangano sur ses débuts en théorie des cordes.

In Theory,Personalities and History of CERN
« Lorsqu’une nouvelle idée émerge, un grand groupe de personnes se met alors à travailler dessus et l’on voit chaque jour sortir un nouvel article sur le sujet. En l’espace de deux jours, tout le monde a lu l’article. Alors vous avez le choix entre collaborer ou bien entrer en compétition, si vous n’êtes pas d’accord. » – Michaelangelo Mangano (Image : Maximilien Brice/CERN)

La situation a été la même pour Wolfgang Lerche, qui est devenu théoricien pratiquement au même moment que Michaelangelo.

« Je suis devenu boursier au CERN l’année où l’on ne parlait que de la théorie des cordes.  Nous, boursiers, étions regroupés dans l’amphithéâtre, qui était plein à craquer. L’excitation était palpable ; nous voulions tous faire partie de l’équipe, car nous pensions que c’était la bonne théorie, que nous allions tout résoudre en l’espace de quelques mois, un an tout au plus. Mais cela ne s’est pas passé comme cela », explique-t-il. 

Gian Giudice reconnaît que les nouvelles théories à la mode ont incontestablement une influence sur l'orientation suivie par les jeunes théoriciens.

C’est vrai, la mode influence les gens dans leur choix de sujet de travail. Mais l’enthousiasme pour un sujet persiste seulement si d’importants progrès théoriques sont réalisés. Sinon, l'effet de mode disparaît. Certains préfèrent suivre d’autres chemins, à contrecourant de la mode. La plupart du temps, ils sont dans une impasse, mais il arrive aussi qu’ils fassent d’importantes découvertes. — Gian Giudice

Toutefois, selon Bryan Lynn – professeur à l’Université Case Western Reserve, aux États-Unis, qui avait quitté le monde universitaire pour une carrière à Wall Street et à la City de Londres, avant de revenir enseigner la physique théorique – au-delà de la mode, c’est davantage les mentors, les directeurs de thèse et les enseignants qui influencent les jeunes physiciens et qui les encouragent à s’orienter vers tel domaine ou telle théorie. À l’époque, son directeur de thèse l’a dissuadé d’étudier l’élaboration de modèles, alors qu’il avait pourtant rédigé ce qu’il décrivait lui-même comme un « bel article de recherche » sur le sujet. 

« L’article abordait la question de l’élaboration de modèles. J’ai voulu avoir l’avis de mon directeur de thèse, qui m’a simplement dit : pourquoi travaillez-vous sur ces foutaises ? Puis il a littéralement déchiré mon article et l’a jeté à la poubelle. »

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« D’un côté, on trouve des gens qui font des spéculations pour pouvoir présenter des modèles, et cela peut prendre des proportions extrêmes, frisant parfois la folie », confie avec humour Slava Rychkov (à droite), interviewé pour cette série d’articles par Harriet Jarlett (Image : Sophia Bennett/CERN)

Inévitablement, avec tant de domaines concurrents dans une discipline aussi compétitive, nombre de théoriciens regardent les autres théories avec un certain dédain, jugeant qu’elles ont moins de chances d’être confirmées.

« D’un côté, on trouve des gens qui font des spéculations pour pouvoir présenter des modèles, et cela peut prendre des proportions extrêmes, frisant parfois la folie, confie avec humour Slava Rychkov, théoricien au CERN. De l’autre, on trouve des personnes qui consacrent leur vie entière à des calculs techniquement très exigeants dans le but de faire des prédictions d’une extrême précision. »

« Ce qui est formidable avec la science, c’est que vous finissez par connaître la réponse ; qu’il existe ou nom un boson de Higgs , vous savez quelle théorie est la meilleure. Mais avant d’en arriver là, vous voyez toutes ces tribus – certains les appellent “écoles de pensée” – se faire concurrence », explique John Ellis, du Kings College, à Londres, qui travaille au CERN depuis 1973.

Cette rivalité fait que les jeunes théoriciens se sentent souvent jugés en suivant une théorie plutôt qu’une autre, surtout si celle-ci n’est pas en vogue.

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John Ellis travaille au CERN depuis 1973. Il est spécialiste de la Supersymétrie (SUSY). (Image : Sophia Bennett/CERN)

Marquer des buts

« Il y a une course à la publication, en particulier dans cette discipline, où l’on est jugé sur le nombre et l’importance de ses articles de recherche publiés, ajoute Wolfgang Lerche. Avoir une très bonne idée, ou mieux encore, plusieurs très bonnes idées, est un facteur décisif pour décrocher un poste permanent à un certain moment. »

Ce climat de compétition, dans lequel chaque chercheur en début de carrière essaie de s’imposer, que ce soit dans le but de publier des articles sur son domaine ou d’associer son nom à une nouvelle théorie, n’est pas propre à la physique théorique. Mais dans un domaine comme celui-là, où les groupes sont petits et isolés, cela peut toucher personnellement.

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« Il y a une course à la publication, en particulier dans cette discipline, où l’on est jugé sur le nombre et l’importance de ses articles de recherche publiés », commente Wolfgang Lerche, figurant sur la photo. (Image : Sophia Bennett/CERN)

« Il arrive que des chercheurs en début de carrière se retrouvent immédiatement propulsés sur le devant de la scène, et collaborent avec des personnes plus expérimentées, sur un pied d’égalité. Cela a plus de chances de se produire dans un domaine comme la théorie des cordes ou les théories fondamentales, qui sont en pleine évolution et où de nombreuses techniques nouvelles apparaissent sur lesquelles ils peuvent imposer leur marque », explique Mangano.

Si certains rencontrent le succès tôt dans leur carrière, d’autres peuvent consacrer leur vie à élucider une théorie.

« J’admire certains théoriciens, comme ceux qui travaillent sur la théorie des champs sur réseau ; ils ont travaillé dessus pendant 40 ans avant de découvrir quelque chose, comme cela a été le cas pour Darwin. Darwin inspecta toute sa vie son jardin pour y analyser les excréments des vers de terre.  Il mesurait littéralement les excréments ! Et il découvrit presque à la fin de sa vie que ce sont en fait les vers de terre qui forment le sol. On ne le savait pas auparavant. C’est ça la science, cette manière obsessionnelle de regarder la nature », conclut Bryan Lynn.

Pour en savoir plus sur les théories et les théoriciens au CERN, relisez tous les articles de la série.