Gérard Gremaud

Professor emeritus of Institute of Condensed Matter Physics (ICMP), Swiss Federal Institute of Technology of Lausanne (EPFL), Switzerland
Professeur honoraire de l'Institut de physique de la matière condensée (ICMP), Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Suisse


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Could the universe be a massive elastic 3D-lattice and ordinary matter consist of topological singularities?  

One fundamental problem of modern physics is the search for a theory of everything able to explain the nature of space-time, what matter is and how matter interacts. There are various propositions, as Grand Unified Theory, Quantum Gravity, Supersymmetry, String and Superstring Theories, and M-Theory. However, none of them is able to consistently explain at the present and same time electromagnetism, relativity, gravitation, quantum physics and observed elementary particles. 


Here, it is suggested that Universe could be a massive elastic 3D-lattice, and that fundamental building blocks of Ordinary Matter could consist of topological singularities of this lattice, namely diverse dislocation loops and disclination loops. We find, for an isotropic elastic lattice obeying Newton’s law, with specific assumptions on its elastic properties, that the behaviours of this lattice and of its topological defects display “all” known physics, unifying electromagnetism, relativity, gravitation and quantum physics, and resolving some longstanding questions of modern cosmology. Moreover, studying lattices with axial symmetries, represented by “colored” cubic 3D-lattices, one can identify a lattice structure whose topological defect loops coincide with the complex zoology of elementary particles, which could open a promising field of research.





L'univers pourrait-il être un réseau 3D élastique et massif, et la matière ordinaire être constituée de singularités topologiques?



Un des problèmes fondamentaux de la physique moderne est la recherche d'un Théorie du Tout capable d'expliquer la nature de l'espace-temps, ce qu'est la matière et comment celle-ci interagit. Il existe déjà diverses théories candidates (Grand Unified Theory, Quantum Gravity, Supersymmetry, String and Superstring Theories, M-Theory). Cependant, aucune d'entre elles n'est capable actuellement d'expliquer en même temps l'électromagnétisme, la relativité, la gravitation, la physique quantique et les particules élémentaires observées.


Il est suggéré ici que l'Univers pourrait être un réseau 3D élastique et massif, et que les composants fondamentaux de la Matière Ordinaire pourraient consister en des singularités topologiques de ce réseau, à savoir diverses boucles de dislocation et de désinclinaison. On trouve que, pour un réseau élastique isotrope obéissant à la loi de Newton, avec des propriétés élastiques très spécifiques, les comportements de ce réseau et de ses défauts topologiques obéissent à "toute" la physique connue, unifiant par là l'électromagnétisme, la relativité, la gravitation et la physique quantique, et résolvant aussi des questions de longue date de la cosmologie moderne. De plus, en étudiant des réseaux avec des symétries axiales, représentés par des réseaux 3D cubiques "colorés", on peut identifier une structure de réseau dont les défauts topologiques en boucles coïncident avec la zoologie complexe des particules élémentaires, ce qui pourrait ouvrir un champ d'investigation très prometteur.



Biography

Gérard Gremaud was born in Fribourg (Switzerland) in 1949. After classical studies at College St Michel in Fribourg, he received his diploma in physics engineering in 1974 and his PhD in 1981 at EPFL. From this date, he became responsible for research at EPFL (Swiss Federal Institute of Technology of Lausanne). He is then co-responsible for the Mechanical Spectroscopy Laboratory at the Institute of Physics of Complex Materials. In 2002, he became also chief of the service of physics teaching laboratories and physics classroom demonstrations of EPFL. In 2005, he obtained the title of Professor of EPFL. From 1976, he was teaching in the fields of acoustics, vibrations, metallurgical physics, thermodynamics, dislocation theory, metrology, physics laboratories, and of basic physics (mechanics, thermodynamics and introduction to quantum physics). Since 2012, he is honorary professor of EPFL (see honorary lesson).

He was active in a variety of research fields : dislocation dynamics, structural phase transitions, mechanical and tribological properties at nanoscale, and mechanical properties of vibrated granular materials (mechanical-spectroscopy). In these fields, he has directed about ten PhD thesis. He is the author of numerous theoretical models which are largely cited. Specialized in acoustical spectroscopy techniques, he developped several original experimental techniques, such as the US-LF coupling technique (representative publications). His publications include about 130 research papers, 11 book chapters, 6 popular publications, 2 books as editor and 1 book as author (researchgate).

In addition to about 40 invited lectures and conference talks in leading institutions worldwide, he has co-organized several international conferences and summer schools. Member of several scientific societies, he contributes also as referee for numerous scientific journals and several scientific research funding organisations. He was collaborating also during several years to two small companies in Switzerland, as administrator or president.

In 2011, Gérard Gremaud has been awarded the Zener medal. This distinction recognizes important contributions in the study of solid deformations by mechanical spectroscopy (Zener medal).

Biographie

Originaire du canton de Fribourg (Suisse), Gérard Gremaud est né en 1949. Après des études classiques au Collège St Michel à Fribourg, il obtient un diplôme d'ingénieur-physicien en 1974 et un doctorat ès science en 1981 à l'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne). Ensuite, en tant qu’adjoint scientifique, il devient responsable de recherche à l’EPFL. Il est ensuite co-responsable du Laboratoire de Spectroscopie Mécanique à l’Institut de Physique de la Matière Complexe à l’EPFL. En 2002, il devient aussi chef du service des travaux pratiques et auditoires de physique de l’EPFL, qui occupe une dizaine de personnes. En 2005, il est nommé professeur titulaire à l’EPFL. Depuis 1976, il a assumé une cinquantaine de charges de cours dans les domaines de l'acoustique, des vibrations, de la physique métallurgique, de la thermodynamique, de la théorie des dislocations, de la métrologie, des travaux pratiques de physique, ainsi que des cours de base en physique (mécanique, thermodynamique et introduction à la physique quantique). Depuis 2012, il est professeur honoraire de l'EPFL (voir leçon d'honneur).

Ses domaines de recherche ont couvert des sujets variés comme la dynamique des dislocations, les transitions de phase structurales, les propriétés mécaniques et tribologiques à l’échelle nanoscopique et les propriétés mécaniques des milieux granulaires vibrés (spectroscopie mécanique). Dans ces domaines, il a dirigé ou co-dirigé une dizaine de thèses de doctorat. Il est auteur de nombreux modèles théoriques qui sont largement cités. Se spécialisant dans les techniques de spectroscopie acoustique, il a développé aussi plusieurs techniques de mesure originales, comme la technique de couplage acoustique (publications représentatives). Il est l’auteur de plus de 130 articles de recherche, de 11 chapitres de livre, de 6 publications de vulgarisation, de deux livres en tant qu’éditeur et d'un livre en tant qu'auteur (researchgate).

En plus d’une quarantaine de présentations invitées au niveau international, il est membre du comité scientifique de la conférence internationale ICIFMS, et il a participé à l’organisation de plusieurs conférences et écoles d’été. Membre de plusieurs sociétés scientifiques. il contribue aussi comme « referee » pour de nombreux journaux scientifiques et plusieurs organisations de financement de la recherche. Il a aussi participé durant plusieurs années à deux petites sociétés anonymes en tant qu'administrateur ou président.

En 2011, Gérard Gremaud a reçu la médaille Zener. Cette distinction récompense des contributions exceptionnelles dans le domaine de l’étude de la déformation des solides par spectroscopie mécanique (médaille Zener).


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Nov 3, 2014, 6:22 AM
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Jan 3, 2015, 10:21 PM
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Jul 23, 2014, 10:22 PM
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Jul 23, 2014, 10:38 PM
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