M-theory and Dualities
Théorie M et dualités
Résumé
In their search for a unified theory of fundamental interactions, with quantum gravity, physicists introduced superstring theories. In addition to the fundamental strings, they contain extended objects of diverse dimensions, exchanged by U-duality groups. There is also a conjectured mother theory, called ``M-theory'', which would give eleven-dimensional supergravity in the low energy limit. In this work, we show that one can construct from del Pezzo surfaces generalized Kac-Moody superalgebras which extend U-duality groups. These superalgebras give the bosonic fields content of M-theory dimensional reductions. We recover the fields equations of motion as a self-duality condition, related to a symmetry of the Picard lattice of the corresponding del Pezzo surface. This allows to explain the symmetry of the ``magic triangle'' of Cremmer, Julia, Lü and Pope.
Dans leur recherche d'une théorie unifiée des interactions fondamentales, contenant en particulier un modèle quantique de la gravitation, les physiciens ont imaginé des théories de supercordes, dans lesquelles, en plus des cordes, on trouve des objets étendus de diverses dimensions, reliés par le groupe de U-dualité. De plus, on conjecture l'existence d'une théorie mère, la théorie M, dont la limite de basse énergie serait la supergravité à onze dimensions. Dans ce travail, nous montrons qu'en partant des surfaces de del Pezzo, on peut construire des superalgèbres de Kac-Moody généralisées qui contiennent les groupes de U-dualité et donnent le contenu en champs bosoniques (doublé) de la théorie M et de ses réductions dimensionnelles. On retrouve alors les équations du mouvement comme une condition d'auto-dualité, associée à une symétrie du réseau de Picard de la surface de del Pezzo correspondante. Cela permet d'expliquer la symétrie du «triangle magique» de Cremmer, Julia, Lü etPope.