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La symétrie CPT constitue une hypothèse fondamentale de la physique des particules moderne, qui elle-même s'inscrit dans le cadre de la théorie quantique des champs. Elle repose sur un théorème démontré par Wolfgang PauliWolfgang Pauli qui la lie à l'invariance de Lorentz.
Rappelons que c'est la théorie de la relativité restreinte, formulée par Albert EinsteinEinstein, qui a permis de mettre en lumière des symétries sous-jacentes dans notre monde. Elle affirme que les lois de la physique sont invariantes, dans le temps et dans l'espace. C'est cette invariance -- encore connue sous le nom d'invariance de Lorentz, en hommage au physicienphysicien qui l'a formalisée à la fin du XIXe siècle -- que les physiciens qualifient de symétrie. Selon le théorème CPT, cette invariance de Lorentz est étroitement liée à la symétrie CPT.
Le produit de trois symétries
La symétrie CPT est le produit de trois symétries fondamentales dites « de jauge » que sont :
- la symétrie C, une transformation par laquelle une particule est associée à son antiparticule ;
- la symétrie P, une transformation qui inverse les trois directions de l'espace ;
- la symétrie TT, une transformation qui renverse le sens de l'écoulement du temps.
Symétries brisées ?
Dans les années 1950, des physiciens ont mis expérimentalement en évidence le fait que la symétrie CPT pouvait être violée lors de la désintégration du kaon en deux ou trois pions. Un fait que le Modèle standard de la physique des particules peut intégrer. En revanche, il affirme que la nature conserve bien la symétrie CPT et préserve, de fait, l'invariance de Lorentz. Si un fait expérimental venait faire la preuve d'une violation de la symétrie CPT, c'est toute la théorie de la relativité restreinte d'Einstein qu'il faudrait remettre en cause.
