On sait aujourd’hui que l’univers est presque constitué exclusivement de matière. Mais le modèle standard prédit que l’univers primordial devait contenir autant de matière que d’antimatière. Pour que la matière l’emporte sur l’antimatière, il devait y avoir, à l’origine, un léger excédent de matière. Andreï Sakharof, en 1967, découvre que trois conditions sont nécessaires pour que l’univers initialement constitué d’autant de particules que d’antiparticules puisse évoluer en un univers principalement constitué de matière. La violation de la symétrie CP est l'une des trois conditions nécessaires pour expliquer l'asymétrie matière-antimatière que nous observons dans l'Univers. La symétrie C, pour conjugaison de « charge », est l’opération qui consiste à transformer une particule en son antiparticule, et inversement. En inversant le signe des charges, on peut, par exemple, transformer un électron en positron. Si les antiparticules créées se comportent de la même manière que les particules, on dit que l’expérience respecte la symétrie C. La symétrie P, pour « parité », consiste à regarder l’image d’un phénomène dans un miroir. Si le nouveau phénomène est physiquement possible, alors l’expérience respecte la symétrie P. Enfin, il existe une dernière symétrie, la symétrie T, appelée aussi opération de « renversement du temps ». On imagine que l’on renverse le sens du mouvement de tous les corps, c’est-à-dire qu’on fait s’écouler le temps du futur vers le passé, et on regarde les conséquences de cette opération. Si le mouvement obtenu devient l’inverse de ce qu’on vient d’observer comme si le temps s’écoulait à l’envers, alors la symétrie T est respectée. Les trois opérations C, P et T peuvent s’effectuées dans n’importe quel ordre et elles ne modifient pas les lois physiques. On a longtemps cru que toutes les lois de la physique respectaient cette invariance CPT. Mais, on s’est aperçu rapidement que la radioactivité β- ne respectait pas la parité, c’est-à-dire que l’image de l’équation de désintégration n  p + e- + υe dans un miroir, ne donne pas une équation physique. De plus, en 1964, quatre physiciens américains ont mis en évidence la violation de la symétrie CP en étudiant les propriétés des kaons neutres. Ils ont remarqué que lorsque ces particules se désintègrent, elles ne respectent pas l’invariance CP. Mais, comme elles doivent respecter l’invariance CPT, il fallait admettre que la symétrie T avait également dû être brisée de manière à compenser la brisure de CP, afin de rétablir l’invariance globale du système. La désintégration des kaons ne respectent donc pas la symétrie par T, c’est-à-dire que le passé et le futur n’est pas symétrique, il y aurait donc une sorte de flèche du temps propre à ce phénomène. On a donc mesuré pour la première fois une différence entre un processus microscopique et son processus inverse, alors qu’on pensait que tous les processus microscopiques étaient réversibles.

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Le voyage dans le temps a-t-il un sens ?

Sommaire

• Introduction
• De la nature du voyage
• De la nature du temps
• Présupposés et conséquences
• Le temps
• De l'origine du temps
• Les écueils du langage
• Du temps qui passe
• Le problème de la spacialisation du temps
• La représentation du temps
• De la subjectivité du temps
• Le statut du présent
• Confusion entre temps et mouvement
• Violation du principe de causalité
• Dans quelle direction va le temps ?
• La flèche du temps
• La flèche thermodynamique du temps
• La flèche microscopique du temps et l'irréversibilité
• La flèche psychologique du temps
• La flèche quantique du temps
• La flèche cosmologique du temps
• Le cône de lumière de la relativité restreinte
• Cône de lumière d'un événement P
• Trou de ver dans l'espace temps
• Quid de la téléportation quantique ?
• Quand l'antimatière s'en mêle
• Une violation de symétrie qui pose problème
• Mauvaise nouvelle...
• En savoir plus : bibliographie sélective

Dossier réalisé par Elsa Godet