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Communiqués de presse

 

Paris, le 13 novembre 1998

 

Une flèche du temps en physique subatomique ?

 

L'expérience CPLear du Cern, à laquelle participent plusieurs groupes de physiciens du CNRS/IN2P3 et du CEA(1), a permis de mesurer pour la première fois de façon directe, une asymétrie temporelle au sein d'un système particulier de particules : le kaon neutre et son antiparticule, l'antikaon. Cette expérience prouve que, dans le monde subatomique, il existe une direction privilégiée du temps, semblable à celle qui nous est familière dans notre vie quotidienne.

 

On sait depuis longtemps qu'un kaon neutre se transforme au cours du temps en sa propre antiparticule et vice versa. Les physiciens de CPLear ont observé que les transformations des antikaons en kaons sont plus fréquentes que celle des kaons en antikaons, le processus inverse par renversement du temps, mettant ainsi en évidence une asymétrie du type passé-futur.

Ce résultat s'inscrit dans une problématique générale des symétries en physique subatomique. Trois types de symétrie sont en cause : la parité P qui consiste à remplacer une particule par son image dans un miroir ; la conjugaison de charge C qui consiste à transformer une particule en son antiparticule ; enfin T, opération qui correspond au déroulement d'un phénomène dans le sens inverse de celui dans lequel il s'est produit (autrement dit, on passe le film à l'envers). Selon la théorie, les lois connues de la physique ne sont pas modifiées lorsque, dans une même expérience, les trois transformations - parité, conjugaison de charge et temps - sont associées : on parle d'invariance CPT.

Or, en 1964, des physiciens avaient découvert une légère brisure de la symétrie CP ; il fallait donc qu'il y ait une violation de T pour que CPT reste invariant. C'est ce que les physiciens de CPLear ont mis en évidence pour la première fois en mesurant directement une différence entre un processus microscopique et le processus inverse. La mesure de cette petite asymétrie se situe à un niveau qui compense l'asymétrie observée il y a trois décennies dans le même système kaon-antikaon.

Ces phénomènes de violation de symétries, CP et T sont d'une grande importance car ils pourraient expliquer pourquoi la matière domine sur l'antimatière dans l'Univers actuel.

 

(1) La contribution française à l'expérience CPLear comporte des physiciens du Centre de physique des particules de Marseille (CNRS/IN2P3 et Université de la Méditerranée), du Centre de spectrométrie nucléaire et spectrométrie de masse (CNRS/IN2P3) et du Département d'astrophysique, physique des particules, physique nucléaire, et instrumentation associée (CEA/ Dapnia)

 

Contact communication

  • IN2P3 : Geneviève Edelheit
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