Retracer l’histoire de l’expansion perturbative dans la théorie quantique des champs

L’expansion perturbative est une technique mathématique précieuse qui est largement utilisée pour décomposer les descriptions de systèmes quantiques complexes en parties plus simples et plus gérables. Peut-être plus important encore, il a permis le développement de la théorie quantique des champs (QFT) : un cadre théorique qui combine les principes de la physique classique, quantique et relativiste et sert de fondement au modèle standard de la physique des particules.

Pourtant, malgré son importance dans l’élaboration de notre compréhension de l’univers, le rôle de l’expansion perturbatrice a souvent été sous-estimé lorsqu’on discute des fondements mathématiques et philosophiques du QFT. Grâce à une nouvelle analyse publiée dans EPJ H, James Fraser de l’Université de Wuppertal et Kasia Rejzner de l’Université de York mettent davantage l’accent sur le statut particulier des expansions perturbatrices, en soulignant leur relation profondément enracinée avec les fondements de QFT.

Les résultats sont publié dans Le Journal Européen de Physique H.

En physique fondamentale, l’expansion perturbative est largement utilisée pour extraire des prédictions expérimentales précises de QFT, qui ont ensuite façonné la théorie dans sa forme actuelle. Néanmoins, les descriptions simplifiées proposées par la technique ont été largement considérées comme non pertinentes lorsqu’on discute du cadre mathématique et philosophique de la théorie.

En revanche, Fraser et Rejzner soutiennent que les mathématiques de l’expansion perturbative ont joué un rôle central dans le développement du QFT : elles s’intéressent souvent directement à sa structure mathématique fondamentale. Pour cette raison, son importance ne peut être sous-estimée lorsqu’on discute de la nature fondamentale de l’univers via QFT.

À travers leur article, le duo met davantage en lumière l’histoire de cette relation ; retraçant l’histoire de l’utilisation de l’expansion perturbative dans les développements fondamentaux de QFT. Leurs travaux pourraient à terme aider les physiciens à mieux comprendre les implications des théories qu’ils ont développées grâce à l’expansion perturbative.