Décembre 2023 marque le 100e anniversaire d’Yvonne Choquet-Bruhat. À cette occasion, l’IHES organise une journée en son honneur le 8 décembre 2023.

Les travaux d’Yvonne Choquet-Bruhat ont eu un impact durable sur le domaine de la relativité mathématique à partir de son article fondateur de 1952 sur la bientraitance locale des équations d’Einstein. Ses nombreuses contributions, tant aux équations de contraintes qu’au problème de l’évolution en relativité générale, ont profondément influencé plusieurs générations de chercheurs. Cette journée spéciale en son honneur sera l’occasion de présenter certains des derniers développements dans le domaine.

L’inscription est gratuite mais obligatoire.

Conférenciers :
– Thibault Damour, IHES
– Michael Eichmair, Université de Vienne
– Cécile Huneau, École polytechnique
– Sergiu Klainerman, Université de Princeton

Organisateurs : Laure Saint-Raymond (IHES) & Jérémie Szeftel (Laboratoire Jacques-Louis Lions)

Cette année 2023 marque le centenaire de la naissance de Louis Michel, premier professeur en physique théorique à l’IHES. À cette occasion, Thibault Damour et Slava Rychkov organisent une journée de commémoration le 15 mai 2023 à l’IHES.

Plusieurs exposés seront donnés par des conférenciers liés à Louis Michel ou à ses travaux :

• Jean-Pierre Bourguignon, CNRS-IHES
• Henri Epstein, CNRS-IHES
• Denis Gratias, CNRS-Institut de Recherche de Chimie Paris
• David Ruelle, IHES
• Slava Rychkov, IHES
• Marjorie Senechal, Smith College
• Boris Zhilinskii, Univ. du Littoral Côte d’Opale

Programme

Pour participer à la commémoration du centenaire de Louis Michel, l’inscription est gratuite mais obligatoire sur la page web dédiée. 

---

Louis Michel (1923-1999),
professeur permanent à l’IHES de 1962 à 1992.

Louis Michel a été le premier professeur permanent en physique théorique à l’IHES, qu’il a rejoint en 1962. Ses travaux scientifiques ont apporté des contributions pionnières dans un vaste domaine de la physique théorique, allant de la physique des particules à la cristallographie. Louis Michel trouva à l’IHES un cadre propice pour développer le leitmotiv de son œuvre scientifique : approfondir les racines mathématiques sous-tendant les symétries des lois de la nature.

Pour une analyse détaillée des travaux scientifiques de Louis Michel voir le site créé à l’occasion de son 90^e anniversaire, et le livre Symmetries in Nature : The Scientific Heritage of Louis Michel (World Scientific Series in 20th Century Physics) édité par Thibault Damour, Ivan Todorov et Boris Zhilinskii (2014).

Afin d’honorer sa mémoire, l’IHES a créé en 2000 la chaire Louis Michel de physique théorique pour des visites de longue durée.

Les principaux thèmes des recherches qu’il a menées à l’IHES – et ses collaborateurs principaux – sont :

• Relations entre symétries internes et invariance relativiste,
• Théorie des brisures spontanées de symétrie et leurs applications à la physique des hautes énergies et à l’ellipsoïde de Jacobi, avec Luigi A. Radicati, puis à la physique de la matière condensée, avec Maurice Kléman et Gérard Toulouse,
• Formalisme général de description de la polarisation des particules de spins quelconques, avec Manuel G. Doncel et Pierre Minnaert,
• Cristallographie mathématique et représentation des groupes cristallographiques, avec Jan Mozrzymas et Boris Zhilinskii,
• Nouvelles applications de la symétrie aux bandes d’énergie dans les solides, avec Joshua Zak,
• Géométrie des réseaux euclidiens, avec Marjorie Senechal.

Louis Michel a joué un rôle majeur dans la reconstruction de la physique théorique française dans les années 1950. La liste de ses élèves en témoigne de façon frappante : Claude Bouchiat, Claude de Calan, Manuel Doncel, Henri Epstein, Gérard Flamand, Dimitri Fotiadi, Gérard Fuchs, Jean-Loup Gervais, Pierre Minnaert, Jean Nuyts, Eduardo de Rafael, Houcheng Rouhaninejad (= Henri Roane), Roland Seneor, Paul Sorba et Raymond Stora (dernier par ordre alphabétique mais premier par ordre chronologique).

Plus de détails, voir La Vie et l’Œuvre Scientifique de Louis Michel.

Un groupe de chercheurs, dont certains sont liés à l’IHES, a récemment suggéré qu’un événement d’ondes gravitationnelles, différent de ceux observés jusqu’à présent, pourrait avoir été généré par la capture dynamique de deux trous noirs lourds dans un environnement stellaire dense.

L’équipe comprend Alessandro Nagar, ancien titulaire de la Chaire de Cosmologie et d’Astrophysique, ainsi que Sebastiano Bernuzzi, Piero Rettegno, Rossella Gamba, Simone Albanesi et Gregorio Carullo, qui ont été chercheurs invités à l’IHES. Le signal d’ondes gravitationnelles sur lequel ils ont travaillé est GW190521, qui a été détecté par les observatoires LIGO et Virgo en 2019.

Leur idée est née d’une analyse de données très sophistiquée réalisée sous la direction de Sebastiano Bernuzzi (FSU Jena) et d’Alessandro Nagar (INFN Torino). Leurs groupes respectifs ont utilisé un modèle de rélativité générale pour décrire la fusion de trous noirs hautement excentriques et ont effectué une analyse approfondie des données d’observation.

Aucun modèle de capture dynamique n’avait jamais été utilisé auparavant dans l’analyse des données relatives aux ondes gravitationnelles. L’analyse a nécessité d’une extrême prudence et une puissance de calcul considérable.

Les résultats ont été publiés le 17 novembre dans la revue « Nature Astronomy » [1].

Alessandro Nagar a été titulaire de la chaire de cosmologie et d’astrophysique de l’IHES et a travaillé à l’Institut entre 2007 et 2016. Depuis, il a régulièrement été chercheurs invité à l’Institut.

Simone Albanesi, Sebastiano Bernuzzi, Gregorio Carullo, Rossella Gamba , Alessandro Nagar, et Piero Rettegno ont été chercheurs invités à l’IHES en 2022 et ont collaboré avec Thibault Damour, professeur permanent à l’Institut, qui a participé à certaines des discussions qui ont conduit à ces résultats. Certaines de ces visites ont été financées grâce au soutien de la Fondation du Prix Balzan, contribuant ainsi à former une nouvelle génération de physiciens en astronomie des ondes gravitationnelles, dans le plein esprit du Prix Balzan.

L’IHES félicite chaleureusement le groupe pour ces résultats importants !

 

 

Strange black hole merger may have been a rare random encounter, un article qui explique ces résultats plus en détails, publié sur ArsTechnica.

[1] Gamba, R., Breschi, M., Carullo, G. et al. GW190521 as a dynamical capture of two nonspinning black holes. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01813-w

Les derniers résultats de la mission MICROSCOPE (MICROSatellite à trainée Compensée pour l’Observation du Principe d’Équivalence) ont été rendus publics le 14 septembre 2022 et confirment le principe d’équivalence avec une précision inégalée de 10^-15. Ce résultat confirme une fois de plus la théorie de la Relativité Générale proposée par Albert Einstein.

Lancée en 2016, un siècle après la publication de la théorie d’Einstein, la mission MICROSCOPE a pour objectif de tester le principe d’équivalence entre inertie et gravitation, un pilier fondamental de la Relativité Générale, postulant que tous les corps tombent de la même façon dans le vide.

La violation du principe d’équivalence est prévue par certaines théories d’unification entre gravitation et physique quantique. En particulier, une violation faible mais non nulle du principe d’équivalence par le dilaton en théorie des cordes a été prévue par des travaux récents qui ont étudié le mécanisme d’attracteur cosmologique [1,2] – d’où l’importance tester le principe d’équivalence avec une grande précision.

La mission a été conçue par l’Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales (ONERA), en collaboration avec l’Observatoire de la Cote d’Azur (OCA), le CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) et le ZARM (Brème, Allemagne). Thibault Damour, professeur permanent à l’IHES et parmi les plus grands experts de gravitation dans le monde, est membre du comité scientifique de la mission et en a été parmi les initiateurs.

MICROSCOPE utilise des technologies très avancées pour comparer l’accélération de chute libre de deux corps de compositions différentes, l’un en platine, l’autre en titane. Le tout se passe à bord d’un satellite qui a orbité autour de la Terre d’avril 2016 jusqu’à octobre 2018, réalisant 1642 révolutions et parcourant ainsi 73 millions de km, équivalent à la moitié de la distance Terre-Soleil.

Des résultats préliminaires ont été publiés en 2017 – il s’agissait là déjà d’une confirmation du principe d’équivalence avec une précision inégalée, qui a permis aux co-investigateurs et chefs de projet de la mission de gagner le Grand Prix Servant 2019 de l’Académie des sciences.

L’analyse des données recueillies pendant deux ans et demi par les équipes scientifiques de l’ONERA et de l’OCA, avec la contribution du CNES et la collaboration de laboratoires européens, a été publiée le 14 septembre 2022 dans deux prestigieuses revues : Physical Review Letters et Classical and Quantum Gravity. Ces derniers résultats repoussent encore plus loin les limites de la précision du test du principe d’équivalence.

Par ses résultats, MICROSCOPE apporte d’importantes contraintes aux nouvelles théories de la gravitation à un niveau de précision que les chercheurs prévoient rester longtemps inégalé.

 

Le communiqué de presse de l’ONERA et du CNESThibault Damour explique les motivations et le contexte théorique de la mission (décembre 2019)
L’intégralité de la conférence en l’honneur de la mission MICROSCOPE qui a eu lieu à l’IHES en décembre 2019.

[1] T. Damour, A. M. Polyakov, The String dilaton and a least coupling principle, Nucl. Phys. B 423, 532-558 (1994) doi:10.1016/0550-3213(94)90143-0, [arXiv:hep-th/9401069]
[2] T. Damour, F. Piazza, G. Veneziano, Runaway dilaton and equivalence principle violations, Phys. Rev. Lett. 89, 081601 (2002) doi:10.1103/PhysRevLett.89.081601 [arXiv:gr-qc/0204094]

Damour Fest
Adventures in Gravitation

 

Afin de célébrer le 70e anniversaire de Thibault Damour, professeur permanent à l’IHES depuis 1989, une conférence réunissant les amis avec lesquels il aime interagir autour de la physique gravitationnelle et au-delà, s’est tenu à l’IHES du mardi 12 octobre après-midi au vendredi 15 octobre 2021 midi. Elle était organisée par Nathalie Deruelle (APC, Université de Paris), Alessandro Nagar (INFN Torino) et Slava Rychkov (IHES).

Les intervenants suivants ont donné des exposés (dont certains à distance) sur les sujets de leur choix en fonction de leurs travaux et intérêt actuels :

– Leor Barack, University of Southampton
– Sebastiano Bernuzzi, University of Jena
– Lydia Bieri, Michigan University
– Luc Blanchet, IAP, Paris
– Alessandra Buonanno, AEI, MPI, Potsdam
– Sophie De Buyl, Vrije Universiteit Brussel
– Stanley Deser, Brandeis University
– Marc Henneaux, Collège de France & ULB Bruxelles
– Bala Iyer, ICTS, TIFR, Bangalore 
– Piotr Jaranowski, University of Białystok
– Sergiu Klainerman, Princeton University
– Michael Kramer, MPI, Bonn
– Juan Maldacena, IAS, Princeton
– Viatcheslav Mukhanov, Ludwig Maximilian University, Munich
– Hermann Nicolai, AEI, MPI, Potsdam
– Adam Pound, University of Southampton
– Giuseppe Policastro, ENS Paris
– Alexander Polyakov, Princeton University
– Manuel Rodrigues, ONERA, Université Paris-Saclay
– Remo Ruffini, ICRA, Rome
– David Shoemaker, MIT
– Sergey Solodukhin, University of Tours
– Alexei Starobinski, Landau Institute, Moscow
– Gabriele Veneziano, CERN & Collège de France
– Alex Vilenkin, Tufts University
– Edward Witten, IAS, Princeton

Pour vous inscrire, obtenir plus d’informations sur le programme de la conférence, et être au courant des dernières mesures prises, rendez-vous sur la page web de la conférence.

La conférence a lieu sous une forme hybride, avec des exposés donnés sur place et d’autres à distance par Zoom. Tous les exposés ont pu être suivis soit en ligne, soit sur place (dans la limite des places disponibles).

Les restrictions sanitaires liées au Covid-19 imposent le port du masque à tous à l’intérieur, et la présentation du pass sanitaire à l’entrée de l’amphithéâtre.

Revivez la conférence Damour Fest en vidéos :

Thibault Damour et Alessandra Buonanno sont les lauréats du Prix Balzan 2021 dans le champ « Gravitation : aspect physiques et astrophysiques », décerné par la Fondation Internationale Prix Balzan.

Le prix récompense leur rôle de pionniers dans la prédiction théorique des signaux des ondes gravitationnelles produits lorsque des systèmes binaires d’objets compacts, tels que les étoiles à neutrons et les trous noirs, coalescent. « Cette théorie a joué un rôle déterminant dans la détection des ondes gravitationnelles, fournissant une confirmation très précise de la relativité générale comme théorie de la gravitation et permettant à l’ensemble des détecteurs LIGO et VIRGO de promouvoir une forme d’astronomie qui utilise les ondes gravitationnelles en tant que nouveaux, puissants messagers de l’univers » – explique le communiqué de presse diffusé par la Fondation le 13 septembre.

Tous les ans, la Fondation décerne quatre Prix Balzan, deux dans la catégorie lettres, sciences morales et arts et deux dans les sciences physiques, mathématiques, naturelles et médicales. Les prix sont attribués à des chercheurs, des scientifiques ou des artistes qui se sont distingués, au niveau international, dans leur domaine d’activités. Depuis 2001, les statuts de la Fondation Balzan imposent aux Lauréats de destiner la moitié du montant du Prix au financement de projets de recherche menés de préférence par de jeunes chercheurs.

Il s’agit, pour Thibault Damour et Alessandra Buonanno, déjà de la troisième distinction reçue cette année, avec la médaille Galileo Galilei et la médaille Dirac, soulignant l’importance de leurs travaux théoriques ayant permis la détection des ondes gravitationnelles.

L’IHES se félicite avec eux pour cette prestigieuse distinction et est fier d’avoir été le berceau de leur collaboration, commencée à la fin des années 1990, quand Prof. Buonanno était post-doctorante à l’Institut.

Le professeur Thibault Damour est parmi les quatre lauréats de la médaille Dirac de cette année, avec Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Frans Pretorius (Princeton University), et Saul Teukolsky (Caltech & Cornell University).

Ce prix reconnait les contributions théoriques des quatre physiciens, ayant permis de prédire les propriétés des ondes gravitationnelles générées lors des collisions de systèmes binaires d’étoiles ou des trous noirs. Leurs travaux ont été essentiels pour la détection des ondes gravitationnelles par les collaborations LIGO et Virgo, depuis leur première détection en 2015.

La médaille Dirac est décernée tous les ans par l’ICTP (International Centre for Theoretical Physics) de Trieste, à des scientifiques ayant contribué de façon déterminante au développement des connaissances en physique théorique.

En février de cette année, les travaux de Damour, Buonanno et Pretorius avaient été récompensés par la médaille Galileo Galilei, décernée par l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, établissement de recherche italien.

L’IHES félicite le Prof. Damour et ses collègues pour cette distinction prestigieuse, qui témoigne encore une fois de l’importance de leurs contributions théoriques.

Retrouvez le communiqué de presse de l’ICTP

Thibault Damour, professeur permanent à l’IHES depuis 1989, est l’un des trois lauréats de la médaille Galileo Galilei, avec les physiciens Alessandra Buonanno et Frans Pretorius « pour la compréhension fondamentale des sources d’ondes gravitationnelles par des techniques analytiques et numériques complémentaires, permettant des prédictions qui ont été confirmées par les observations des ondes gravitationnelles et sont maintenant des outils clés dans cette nouvelle branche de l’astronomie ».

Le prix reconnaît ainsi l’importance des études théoriques et numériques des trois chercheurs décrivant le comportement de deux trous noirs qui coalescent, ayant permis l’analyse des données expérimentales obtenues par les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et par la Collaboration Virgo.

Alessandra Buonanno, qui est maintenant directrice du département « Astrophysical and Cosmological Relativity » à l’Institut Max Planck pour la physique gravitationnelle à Potsdam, était chercheuse post-doctorante à l’IHES lorsqu’elle a travaillé avec Thibault Damour pour développer un nouveau modèle analytique décrivant les trous noirs binaires en 1998.

« Notre modèle a prédit que le processus de coalescence libère d’intenses ondes gravitationnelles et a fourni la première estimation analytique du signal gravitationnel complet émis lors des dernières orbites et de la coalescence des deux trous noirs », explique Thibault Damour.

Frans Pretorius, professeur de physique à l’université de Princeton et directeur de la Princeton Gravity Initiative, a commencé à s’intéresser aux trous noirs binaires en 2005 et a proposé une première solution numérique pour décrire ce qui se passe lorsque deux trous noirs entrent en collision.

« Les études théoriques de Buonanno, Damour et Pretorius ont été fondamentales pour le début d’une nouvelle ère de l’astronomie gravitationnelle et je suis sûre qu’elles donneront encore plus de prestige à la médaille Galileo Galilei », explique Stefania De Curtis, directrice de l’Institut Galileo Galilei à Arcetri, en Italie, qui, avec l’Institut national de physique nucléaire italien (INFN) et avec l’Université de Florence, participe à la remise du prix. La médaille Galileo Galilei est décernée tous les deux ans à des chercheurs qui ont apporté une contribution exceptionnelle et déterminante à l’avancement de la recherche en physique théorique. Le prix a été créé en 2019 et son premier lauréat a été le physicien Juan Martin Maldacena, membre de l’Institute for Advanced Study de Princeton.

Le communiqué de presse (en anglais) diffusé le 15 février 2021 par l’Institut national de physique nucléaire italien (INFN)

Pour les chercheurs, les moments de partage, formels mais aussi informels, sont primordiaux. Or, en 2020, cela a été un véritable défi que de trouver les moyens et formats permettant de préserver le dialogue scientifique et la qualité des liens avec ses collaborateurs et collègues.

Cette carte de vœux vise donc à rendre hommage aux chercheurs et aux chercheuses qui, partout dans le monde, se sont adaptés, ont testé de nouveaux outils, ont exploré des approches alternatives, en vue toujours de maintenir et favoriser leurs échanges, pour faciliter l’éclosion et la circulation des idées qui conduiront aux découvertes et avancées de demain.

Les scientifiques de l’Institut qui le souhaitaient – professeurs permanents, associés, visiteurs, post-doctorants et doctorants – ont ainsi pu choisir une équation ayant une signification particulière à leurs yeux. Ce sont ces équations qui figurent sur la carte de voeux, aux côtés d’une formule célèbre d’Euler, souvent présentée comme l’une des plus belles équations en mathématique. Vous trouverez ci-dessous une courte présentation des scientifiques qui se sont prêtés au jeu ainsi que leurs explications de leur choix d’équation.

À votre tour, nous vous invitons à participer en partageant l’équation que vous auriez choisie et en précisant pourquoi ici.

---

Equation choisie par Thibault Damour, professeur permanent à l’IHES depuis 1989

Thibault Damour est un physicien théoricien dont les principaux domaines de recherche sont la relativité générale et la cosmologie. Ses recherches ont notamment été fondamentales dans la détection des ondes gravitationnelles en 2015.

« Cette équation est le résultat principal d’un article que je viens d’écrire (« Radiative Contribution to Classical Gravitational Scattering at the third order in G », Phys. Rev. D102, 124008) qui résout une question « chaude » ouverte depuis presque deux ans, et que beaucoup d’autres personnes ont essayé de résoudre.

Cette équation parle de l’angle de déflection de deux particules massives classiques (par exemple deux trous noirs) interagissant gravitationnellement en théorie d’Einstein, et dit que lorsque l’on ajoute l’effet de freinage gravitationnel sur l’angle de déflection, le résultat admet une limite à haute énergie (HE) qui coïncide avec l’angle déduit de l’approximation quantique dite « eikonale ».

Ce processus physique est illustré dans la figure ci-contre qui est une figure d’espace-temps montrant la collision (à distance) de deux trous noirs produisant des ondes gravitationnelles. »

---

Equation choisie par Arthur Parzygnat, post-doctorant

Arthur Parzygnat est un mathématicien dont les domaines principaux de recherche sont la théorie des catégories appliquées, la physique mathématique et l’information quantique. Il est post-doctorant à l’Institut depuis un an et demi et fait partie du programme ERC QUASIFT de Vasily Pestun.

« Cette équation s’appelle « Règle/théorème de Bayes » bien qu’il soit plus courant de la voir écrite P(A|B)P(B)=P(B|A)P(A). Elle est utilisée pour faire des déductions sur des résultats basés sur des preuves, comme le diagnostic de maladies, elle est le fondement de nombreux algorithmes d’apprentissage automatique, et certains pensent que ce théorème détermine même la façon dont les êtres intelligents prennent des décisions.

Le diagramme dessiné ici est une reformulation catégorique récente de la règle de Bayes, qui ne repose pas sur son interprétation probabiliste. Un tel point de vue permet d’utiliser le concept plus abstrait comme définition (par opposition à un théorème) dans un contexte complètement nouveau, où une équation telle que P(A|B)P(B)=P(B|A)P(A) pourrait ne pas avoir de sens, mais où le diagramme en a un. Compte tenu de l’omniprésence de la règle de Bayes, il est très possible que nous n’ayons fait qu’effleurer la surface avec ses applications. Quelle nouvelle perspective une telle reformulation peut-elle nous apporter ? Où peut-elle être utilisée et comment pouvons-nous l’interpréter ? »

---

Equation choisie par Katie Vokes, post-doctorante

Katie Vokes est une mathématicienne, dont les principaux domaines de recherche sont la théorie géométrique des groupes et la topologie en basses dimensions. Elle est post-doctorante à l’Institut depuis bientôt deux ans et fait partie du Programme Huawei Young Talents depuis octobre 2020.

« Cette équation est l’énoncé du théorème de Gauss-Bonnet pour une surface M sans frontière. C’est un résultat magnifique et fondamental en géométrie différentielle qui relie l’intégrale de la courbure K de M à la caractéristique d’Euler χ(M) = 2 – 2 genre(M). La formule de Gauss-Bonnet codifie les réponses à de nombreuses questions fondamentales que nous pourrions poser en pensant aux surfaces. Pourquoi deux surfaces hyperboliques (courbure constante K ≡ -1) du genre 5 doivent-elles avoir la même surface ? Et pourquoi ne pouvons-nous pas faire une surface de genre 2 à partir d’un morceau de papier plat sans introduire des points singuliers ? »

---

Equation choisie par Emmanuel Ullmo, directeur de l’IHES

Emmanuel Ullmo est un mathématicien dont le domaine de recherche est la géométrie algébrique et arithmétique.

« Soit E une courbe elliptique (modulaire) définie sur Q, le champ des nombres rationnels. Au début des années 80, deux mathématiciens, Brian Birch et Peter Swinnerton-Dyer, ont proposé cette formule où r désigne le rang algébrique de E, qui est supposé être égal au rang analytique de E, et X(E/Q) est également supposé être fini.

Ouverte depuis plus de quarante ans, la conjecture n’a été démontrée que dans des cas particuliers. Elle est largement reconnue comme un des problèmes mathématiques les plus difficiles et les plus profonds encore ouverts au début du XXIe siècle. »

---

Equation choisie par Veronica Fantini, chercheuse invitée, SISSA (Italie)

Véronica Fantini est une mathématicienne dont les principaux domaines de recherche sont la géométrie et la physique mathématique. Elle est en visite à l’Institut pour quatre mois.

« J’ai choisi l’équation de Maurer-Cartan d² A+½[A,A]=0, car selon le contexte et le point de vue, elle décrit différents objets. Comme l’équation de Maurer-Cartan qui a des interprétations différentes, regardons avec optimisme l’année 2021, même en cette période difficile. »

---

Equation choisie par Robert Penner, détenteur de la chaire René Thom et grand donateur de l’IHES

Robert C. Penner est un mathématicien qui s’intéresse à la physique et la biologie. Ses principaux domaines de recherche sont notamment les espaces de modules et leurs applications à la physique et la biologie, ses travaux actuels apportant d’importants éclairages pour le développement de vaccins contre le Covid et d’autres maladies virales. Robert Penner est un visiteur régulier de l’Institut depuis de nombreuses années et il est détenteur de la chaire René Thom depuis 2014.

« Je trouve que c’est une équation vraiment superbe, avec une jolie collection de symboles ! Cette formule exprime la forme de Maurer-Cartan ξ de l’algèbre de Lie que j’ai construite pour le groupe topologique des homéomorphismes du cercle préservant l’orientation, que j’ai étudié
depuis 30 ans. En d’autres termes, c’est la généralisation universelle de la forme d’Eisenstein
E₂ (z) dz en coordonnées hyperboliques ce qu’on appelle parfois les coordonnées de Penner λ_A.
Je viens de terminer un article avec Igor Frenkel où cette formule figure en tant que forme automorphe universelle destinée à capturer le Monstre. »

---

L’identité d’Euler

Leonhard Euler est un mathématicien et un physicien suisse du XVIIIe siècle. Il fit d’importantes découvertes dans des domaines aussi variés que le calcul infinitésimal et la théorie des graphes. Il est considéré comme l’un des plus grands mathématiciens et des plus prolifiques de tous les temps.

« L’identité d’Euler a été élue « plus belle formule mathématique de tous les temps » en 1988 par un collège de mathématiciens.

Elle présente la particularité de relier entre elles les cinq grandes constantes des mathématiques : 0, 1, pi, e et i et selon Cédric Villani, “c’est la combinaison improbable de ces cinq constantes qui rend belle cette équation”.

Ces constantes n’ont en effet a priori rien en commun. Au cours des siècles, elles sont apparues dans la grande histoire des mathématiques dans des contextes très différents, pour résoudre des problèmes qui n’avaient, de prime abord, rien à voir.

Elle présente également des opérations élémentaires : la multiplication, l’addition et l’égalité.

Elle allie arithmétique, géométrie, algèbre et analyse dans un énoncé extraordinairement condensé. »

La revue scientifique Physical Review D a récemment mis en lumière trois publications de Thibault Damour où la dynamique des trous noirs binaires est calculée à un niveau de précision inédit, en utilisant les nouvelles méthodes théoriques que lui et ses collaborateurs ont récemment développées. Leurs travaux pourraient être cruciaux pour interpréter les signaux d’ondes gravitationnelles provenant de futurs détecteurs dont l’activité débutera en 2022.

Deux de ces articles sont issus d’une fructueuse collaboration avec Donato Bini et Andrea Geralico (Conseil national de la recherche italien). La plupart de leurs interactions ont eu lieu à l’IHES, où Donato Bini se rend souvent depuis 2011 en tant que professeur invité.

Un article de Jan Steinhoff et Justin Vines (Max Planck Institute for Gravitational Physics) donne un aperçu des travaux du professeur Damour et ses collaborateurs et décrit la portée et l’impact des trois publications mises en lumière.

« Thibault Damour from the Institute of Advanced Scientific Studies (IHES) in France and colleagues have sparked unanticipated progress in theoretical gravitational-wave predictions [1–3]. Their latest work shows that there exists a computational shortcut for the generic scattering problem by considering a special limit where one black hole weighs much less than the other. »

Retrouvez l’intégralité de l’article

 

[1] Donato Bini, Thibault Damour, et Andrea Geralico, Phys. Rev. D 102, 024061 (2020)
[2] Thibault Damour, Phys. Rev. D 102, 024060 (2020)
[3] Donato Bini, Thibault Damour, et Andrea Geralico, Phys. Rev. D 102, 024062 (2020)

Du 25 au 27 février 2019, l’Institut accueillera la conférence « Space Time Matrices », organisée par Thibault Damour, Jens Hoppe et Maxim Kontsevich.

Les limites à grand N de modèles matriciels ont été proposés comme une façon de décrire la structure de l’Espace et du Temps.

La conférence passera en revue ces modèles qui pourraient aider à réconcilier la Gravité et le Quantique.

Les conférenciers invités sont : Joakim Arnlind (Linköping University), Niklas Beisert (ETH Zürich), Martin Bordemann (UHA), Alain Connes (Collège de France – IHES), Jürg Fröhlich (ETH Zürich), Antal Jevicki (Brown University), Hikaru Kawai (Kyoto University), Douglas Lundholm (KTH), Maxim Kontsevich (IHES), Denjoe O’Connor (DIAS), Harold Steinacker (University of Vienna), Asato Tsuchiya (Shizuoka University), Teoman Turgut (Boğaziçi University) et Piljin YI (KIAS).

Pour plus d’informations, et pour vous inscrire à la conférence, rendez-vous sur la page web de la conférence.

Communiqué de presse – 17 octobre 2017

L’observation d’ondes gravitationnelles résultant de deux étoiles à neutrons marque le début d’une nouvelle science.

L’IHES félicite l’équipe du projet LIGO / Virgo qui le 16 octobre a annoncé la première observation d’ondes gravitationnelles issues de la fusion d’un système de deux étoiles à neutrons.
La détection a été faite conjointement le 17 août par les deux interféromètres LIGO, situés aux Etats-Unis, et par Virgo, un troisième interféromètre franco-italien qui les a rejoints le 1^er août. C’était le signal d’ondes gravitationnelles le plus fort, le plus proche et le plus précisément localisé détecté jusqu’à présent et il était accompagné de signaux électromagnétiques dans toutes les longueurs d’onde. C’est la première fois qu’un tel événement se manifeste à la fois en ondes gravitationnelles et en ondes électromagnétiques, marquant ainsi le début de l’astronomie multi-signaux.

Des ondes gravitationnelles provenant d’étoiles à neutrons binaires
Quatre des cinq détections d’ondes gravitationnelles faites depuis septembre 2015 provenaient de la coalescence de trous noirs binaires. Les interféromètres LIGO et Virgo ont maintenant observé le signal gravitationnel engendré par des étoiles à neutrons binaires, pendant leur mouvement en spirale, avant d’entrer en collision. Les étoiles à neutrons sont des objets petits mais extrêmement denses, constitués essentiellement de neutrons.Le signal d’ondes gravitationnelles, d’une durée de ~ 100s, a permis de déterminer les masses, établissant ainsi la nature des deux objets en collision. Deux secondes après la fin du signal d’ondes gravitationnelles, un sursaut de rayons gamma, qui ne durait que quelques secondes, fut observé. Cette émission électromagnétique soudaine a été suivie, 11 heures plus tard, par un signal optique de type kilonova. C’est la première fois qu’une telle observation multi-signaux a été faite.

De nombreux résultats théoriques pertinents obtenus à l’IHES
L’IHES est particulièrement heureux de constater que certaines des recherches théoriques entreprises ici ont contribué à cette découverte. D’une part, le développement de la méthode Multipolar Post-Minkowskian (L. Blanchet, T. Damour, BR Iyer) a conduit à la description analytique des ondes gravitationnelles émises durant la phase de rapprochement. Ce modèle a été utilisé pour extraire les paramètres physiques à partir des données observationnelles brutes. D’autre part, la méthode Effective One Body (EOB) (A. Buonanno, T. Damour, 2000) a été étendue pour tenir compte de l’effet de la déformabilité de marée des deux étoiles à neutrons, qui devient de plus en plus important à mesure que les deux objets se rapprochent (T. Damour, A. Nagar 2009, S. Bernuzzi, A. Nagar, T. Dietrich, T. Damour, 2015). Cette extension, avec effets de marée, du modèle EOB pourrait permettre dans un futur proche d’extraire des informations quantitatives précises sur l’équation d’état de la matière nucléaire (T. Damour, A. Nagar, L. Villain, 2012).L’IHES félicite particulièrement Alessandro Nagar (Raymond And Beverly Sackler Visiting Chair à l’IHES), désormais membre de la collaboration Virgo, pour avoir été l’un des auteurs de l’article de découverte (PRL 119, 16 octobre 2017).