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Conclusion

La géométrie riemanienne de l'espace des orbites des connexions, modulo l'action du groupe de jauge, est un sujet à la fois complexe et fascinant. Notre but, dans ce dernier chapitre n'avait d'autre but que d'entreb‰iller une porte tex2html_wrap_inline24574 Nous allons arrêter là notre escapade en dimension infinie, non sans faire un clin d' tex2html_wrap24592 il à la physique...bouclant ainsi la boucle. En effet, on sait que dans les théories de jauge, deux connexions qui diffèrent par une transformation de jauge décrivent la même situation physique. L'espace des champs de Yang-Mills possibles, celui sur lequel on doit intégrer lorsqu'on fait de la théorie quantique des champs ``à la Feynman'' est donc l'espace des orbites tex2html_wrap_inline24576 . Par ailleurs, les champs de matière sont, comme on le sait, décrits par des sections de fibrés E associés à un fibré principal P=P(M,G), mais le groupe de jauge agit sur l'espace tex2html_wrap_inline24584 de ces sections et deux sections qui diffèrent par l'action du groupe de jauge sont également physiquement équivalentes. On en déduit que la physique des champs de Yang-Mills et des champs de matière qui leur sont couplés est en définitive décrite par la géométrie de l'espace fibré

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Une structure analogue existe lorsqu'on s'intéresse à la gravitation quantique et qu'on veut étudier l'espace des métriques qu'il est possible de définir sur une variété différentiable donnée. Le groupe de jauge est alors remplacé par le groupe des difféomorphismes de M. La situation est d'ailleurs plus complexe dans ce cas.

C'est donc de la géométrie différentielle en dimension infinie qu'il faut faire pour comprendre, du point de vue quantique, la structure des théories physiques décrivant les interactions fondamentales. Il n'est pas exclu que le traitement mathématique le plus adapté à cette étude de la géométrie en dimension infinie passe par une ``algébraïsation'' complète des techniques de la géométrie différentielle et au remplacement de celle-ci par la géométrie non commutative (voir chapitre suivant).


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Robert Coquereaux
Thu Jun 20 15:52:24 MEST 2002