Symétries C, P et T

Introduction

Lorsque l'on construit une théorie physique, on part généralement de principes que l'on considère vrais, que ce soit par intuition ou par expérience. Par exemple, lorsque Newton a formulé les équations classiques du mouvement, il se doutait qu'elles n'étaient pas affectées explicitement par l'heure du jour ou par la taille de sa plume. Beaucoup de principes ont une forme semblable : le système physique étudié ne peut pas dépendre d'un certain paramètre quantitatif. Pour étudier cette propriété, on considère la transformation qui modifie la valeur de ce paramètre. Lorsque le système est invariant par rapport à cette transformation, on parle de symétrie. On peut en considérer deux classes, soient les symétries continues et discrètes, déterminées par les valeurs que peuvent prendre le paramètre. Pour ce travail, nous allons traiter de la deuxième classe, pour laquelle il ne peut y avoir que des valeurs discrètes. Plus précisément, nous allons étudier trois symétries très importantes en physique des particules, soient les symétries de parité , de conjugaison de charge et de renversement du temps , ainsi que deux de leurs combinaisons qui sont d'un intérêt fondamental, les symétries CPT et CP. Nous allons d'abord introduire les notions mathématiques nécessaires au traitement des symétries étudiées, puis nous allons présenter chacune des trois symétries de base , et , leur importance en physique, leurs vérifications expérimentales et leurs brisures. Par la suite, nous allons présenter la symétrie CPT, ses fondements théoriques, ses conséquences et ses vérifications expérimentales. Pour finir, nous allons traiter de la symétrie CP, de sa brisure et de deux questions ouvertes la concernant, le problème des interactions fortes et celui de l'antimatière.