La plus belle équation est… L’équation de Dirac

« Esthétiquement, elle est élégante et simple », déclare Jim Al-Khalili de l’Université du Surrey à Guildford, au Royaume-Uni. « Cette équation est très puissante, principalement en raison de ce qu’elle signifie et du rôle qu’elle a joué dans l’histoire de la physique du 20e siècle. »

L’équation de Dirac prédisait l’existence de l’antimatière

L’équation a été découverte à la fin des années 1920 par le physicien Paul Dirac. Elle reste très influente.

Elle réunissait deux des idées les plus importantes de la science : la mécanique quantique, qui décrit le comportement d’objets minuscules, et la théorie spéciale de la relativité d’Einstein, qui décrit le comportement d’objets en mouvement rapide. En conséquence, l’équation de Dirac décrit le comportement de particules comme les électrons lorsqu’elles se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière.

« C’était le premier pas vers ce qu’on appelle la théorie quantique des champs, qui nous a donné le modèle standard de la physique des particules et le boson de Higgs », dit Al-Khalili.

Le physicien Jon Butterworth de l’University College London au Royaume-Uni a également choisi l’équation de Dirac.

« J’aime l’équation de Dirac parce qu’elle combine des mathématiques élégantes avec d’énormes conséquences physiques », dit Butterworth. « Paul Dirac était déterminé à trouver une équation quantique relativiste correcte pour les électrons. Il y est parvenu, mais les conséquences ont été plus importantes que ce dont on aurait pu rêver. »

Peut-être le plus spectaculaire, l’équation de Dirac prédisait l’existence de l’antimatière – l’image miroir de toutes les particules connues. On a découvert plus tard que l’antimatière existe dans le monde réel.

« Pas mal, pour une équation », dit Butterworth.

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