Éd. 1971-1976

invariance (suite)

Symétrie SU (3)

On peut regrouper les multiplets définis, grâce à SU (2), pour des valeurs données de B et S, en supermultiplets qui correspondent toujours à la même valeur de B mais à des valeurs différentes de S. La nouvelle symétrie obtenue est bien représentée par le groupe SU (3). Les interactions électromagnétiques et faibles violent cette symétrie et font apparaître un spectre de masse dans le supermultiplet. De plus, SU (3) suggère l’existence de trois particules de base, nommées quarks par Gell-Mann, telles que tous les termes des supermultiplets puissent être engendrés à partir des trois quarks et des trois antiquarks. Cela oblige à envisager pour les quarks des charges électriques qui seraient des fractions (2/3 et – 1/3) de la charge de l’électron. La recherche expérimentale des quarks, activement poursuivie, n’a jusqu’à présent conduit à aucune conclusion.

Symétrie SU (4)

Dans le souci de classer les états nucléaires, Eugène Paul Wigner a introduit d’autres supermultiplets constitués à partir de l’hypothèse, analogue au couplage de Russel-Saunders pour les atomes, que le spin et le moment angulaire orbital sont des constantes du mouvement indépendantes l’une de l’autre. On considère alors en physique nucléaire les transformations unitaires dans l’espace produit sous-tendu par les quatre orientations du spin et du spin isotopique de chaque nucléon.

Symétrie SU (6)

Les supermultiplets définis par SU (3) pour la physique des particules se distinguent les uns des autres par suite du couplage spin-orbite. Si on fait l’hypothèse que ce couplage est négligeable, on aboutit, de la même façon qu’en physique nucléaire on a obtenu la symétrie SU (4), à la symétrie SU (6) pour la physique des particules élémentaires. Dans cette représentation, seules les valeurs de B et P restent figées, le spin prenant diverses valeurs.

Prévisions fondées sur les invariances

Les invariances permettent de prévoir l’existence de régularités avant que l’expérience les aient révélées. Des exemples assez nombreux en sont donnés dans l’histoire de la physique des particules. Citons-en trois.

L’existence du neutrino a été proposée par W. Pauli* dans une lettre à Hans Geiger en décembre 1930, afin d’assurer la conservation simultanée de l’énergie et du moment angulaire en radio-activité β. En 1933, au congrès Solvay de Bruxelles, Pauli, développant sa théorie, indiquait que la différence entre les masses atomiques des divers éléments permet d’affirmer que la masse de cette nouvelle particule ne pouvait pas être beaucoup plus grande que la masse de l’électron. Il fallut attendre une douzaine d’années (Frederick Reines et Clyde L. Cowan, 1959) pour obtenir une vérification expérimentale directe de l’existence du neutrino. Celle de l’antineutrino a été vérifiée plus tard en mesurant, avec des antineutrinos provenant d’un réacteur nucléaire et ayant donc une énergie de quelques MeV, la probabilité de production de la réaction inverse :

On constate à présent que l’on pourrait déduire l’existence du neutrino de la conservation du nombre leptonique, mais en fait cette conservation a été assurée en définissant comme l’antineutrino la particule produite en même temps que l’électron dans la radio-activité.

Les prédictions de la symétrie SU (3) appliquées à l’octuplet de mésons de spin nul et de parité négative montrèrent qu’il fallait, outre les trois pions et les quatre kaons bien connus, trouver un huitième méson, neutre. Quelques années passèrent avant que fût découvert ce méson, nommé êta.

De même, SU (3) prévoit un décuplet de baryons de spin 3/2 et de parité positive. Dès 1962 était ainsi annoncée l’existence d’un hypéron d’hypercharge – 2. Cet hypéron, nommé oméga moins, a été observé en 1964, et son antiparticule chargée positivement a été trouvée en 1971.

Ces quelques exemples donnent une idée de la puissance de l’outil que constitue la considération des symétries et des invariances qu’elles sous-tendent, comme le constatait déjà Max von Laue* : « On doit reconnaître que presque toutes les règles de la spectroscopie découlent de la symétrie du problème. »

F. N.

investissement

Pour beaucoup d’économistes contemporains, l’investissement représente le mot clef, l’idée-force : jaillie d’un ouvrage célèbre, celui de J. M. Keynes*, la Théorie générale de la monnaie, de l’intérêt et de l’emploi (1936), la notion d’investissement est devenue, avec le concept de consommation*, l’une des variables stratégiques, sinon la principale, de l’analyse économique. Beaucoup d’auteurs y voient à la fois le facteur et la mesure de la puissance d’une nation et du niveau* de vie de ses habitants.

Nature de l’investissement

Ordinairement, lorsque l’analyse économique traite de l’investissement sans aucune autre spécification, c’est qu’il s’agit de l’investissement d’une entreprise (investissement privé) ou de l’État (investissement public) opéré dans un cadre national précis ; mais si l’investissement, public ou privé, sort de ce cadre, par exemple si une entreprise investit dans un autre pays que le sien, sous quelque forme que ce soit (investissement direct ou prise de participation), on parle alors d’investissement international.

Au-delà de ces différentes acceptions, l’investissement est souvent défini comme toute dépense visant à l’acquisition de biens capitaux. Dans cette conception traditionnelle, issue dans une très large mesure de la théorie classique, l’investissement résulte de la transformation d’un capital monétaire en un capital technique, plus ou moins destiné à produire d’autres biens. Plus précisément, l’investissement représente la fraction de la production que les agents économiques soustraient à leur consommation immédiate en vue d’accroître ultérieurement leurs satisfactions. L’investissement apparaît donc comme la conséquence de décisions prises isolément par chaque individu, en fonction de taux d’actualisation individuels, ou par chaque entrepreneur, en fonction du taux d’intérêt du marché. L’analyse de l’investissement se situe ici surtout sur un plan microéconomique, sans que soient pris en compte les effets (souvent déséquilibrants) de l’investissement au niveau de l’économie tout entière. Dans la mesure où l’on ne cherche à expliquer que l’investissement de l’individu ou de la firme, cette analyse, qui a d’ailleurs connu bien des approfondissements et des raffinements, garde toute sa validité à l’heure actuelle. La « décision d’investissement » paraît un domaine d’une importance primordiale en économie d’entreprise.