Appears in collection : Colloquiums MathAlp

Aspects de la théorie quantique des champs en espace-temps courbe La théorie quantique des champs est formulée d'habitude sur l'espace-temps plat de Minkowski. L'extension de ce cadre à des espaces-temps généraux permet de mettre en lumière de nouveaux phénomènes quantiques qui surviennent en présence d'un champ gravitationnel fort. Nous présenterons tout d'abord le cadre algébrique de la théorie des champs libres en espace-temps courbe, en traitant le cas modèle d'un champ de Klein-Gordon. Dans une deuxième partie nous aborderons les difficultés nouvelles dues à l'absence d'un groupe d'isométries sur un espace-temps courbe, qui se traduisent physiquement par l'absence d'un état de vide naturel. Nous illustrerons ces difficultés par deux effets emblématiques de la théorie des champs en espace-temps courbe, l'effet Unruh et l'effet Hawking. Enfin nous décrirons les avancées relativement récentes dans la caractérisation d'états physiquement raisonnables en espace-temps courbe, basées sur l'utilisation de l'analyse microlocale.