1. Annulation des anomalies :la théorie des cordes, comme toute théorie quantique cohérente, doit être exempte d'incohérences appelées anomalies. Ces anomalies surviennent lorsque la théorie est quantifiée et ne peuvent être annulées que si la théorie comporte un certain nombre de dimensions supplémentaires. En particulier, dix dimensions sont nécessaires pour assurer l’annulation des anomalies.
2. Cohérence des interactions entre cordes :Dans la théorie des cordes, les particules fondamentales ne sont pas des particules ponctuelles mais de minuscules cordes vibrantes. Ces chaînes peuvent interagir les unes avec les autres de différentes manières, et certaines de ces interactions deviennent incohérentes en présence de quatre dimensions seulement. Cependant, en introduisant des dimensions supplémentaires, ces interactions peuvent être rendues cohérentes et bien définies.
3. Unification des forces :L'un des objectifs de la théorie des cordes est d'unifier les forces fondamentales de la nature, notamment la gravité, l'électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible. Cette unification est réalisée dans les théories des cordes de dimension supérieure, où les différentes forces apparaissent comme différents modes vibratoires des cordes.
4. Compactification de Kaluza-Klein :Theodor Kaluza et Oskar Klein ont proposé une idée au début du 20e siècle selon laquelle des dimensions supplémentaires pourraient être regroupées en formes minuscules, les rendant inobservables à basse énergie. Ce concept, connu sous le nom de compactification de Kaluza-Klein, est utilisé dans la théorie des cordes pour expliquer pourquoi nous n'observons pas directement ces dimensions supplémentaires dans notre monde quotidien.
Il est important de noter que les dimensions supplémentaires de la théorie des cordes ne ressemblent pas aux dimensions spatiales que nous connaissons. Ils sont généralement très petits, recroquevillés ou cachés d’une manière ou d’une autre, ce qui les rend difficiles, voire impossibles, à détecter directement avec les techniques expérimentales actuelles.
L'existence et la nature de ces dimensions supplémentaires restent des sujets de recherche et de débats intenses en physique théorique.
