Accueil > ... > Forum 3628

Qu’est-ce que la rupture de symétrie (ou brisure spontanée de symétrie) ?

7 mars 2010, 12:21, par Robert Paris

Dans « L’expansion de l’Univers », l’astrophysicien Evry Schatzman expose le lien que l’on peut imaginer entre les diverses ruptures de symétrie de la nature : celle qui donna naissance à la matière, celle de l’expansion de l’univers et celle de la vie. « Si l’on remonte dans le passé à une époque où la densité d’énergie du rayonnement dominait tout le système, on s’aperçoit que le nombre de photons par unité de volume est à peu près le même que le nombre de toutes les autres espèces de particules. (...) Or, ce qui caractérise l’époque actuelle, c’est que le rapport entre baryons et photons est tout à fait différent. (...) Comment expliquer une pareille dissymétrie dans ce processus ? Comment expliquer de surcroît que, autre dissymétrie frappante, dans notre galaxie et dans les galaxies voisines, nous n’ayons affaire qu’à de la matière et jamais à de l’anti-matière ? (...) Pour expliquer cette brisure de symétrie, on soupçonne qu’elle correspond à un processus physique tout à fait fondamental. (...) L’interaction entre électron et neutrino est due à cette force très petite qu’on appelle l’interaction faible. Le neutrino tourne sur lui-même, avec cette particularité que son axe de rotation est toujours parallèle à sa vitesse, et le sens de rotation toujours le même. Si on considère son image dans un miroir perpendiculaire à la direction de son mouvement, le sen de la rotation est conservé dans l’image du miroir, alors que la direction dans le miroir est inversée : l’image du neutrino dans le miroir est celle d’un antineutrino dont on dit qu’il tourne à droite, alors que le neutrino tourne à gauche. Il y a brisure de symétrie. Or un tel phénomène affecte les électrons. Les électrons, négatifs, ont une légère tendance à tourner vers la gauche, la direction de l’axe de la toupie-électron étant le plus souvent orientée au sens opposé à la vitesse, alors que l’axe de la toupie positon (l’antiparticule de l’électron) est le plus souvent orienté dans le sens de la vitesse. Il y a donc là aussi brisure de symétrie. Mais où les choses deviennent vraiment passionnantes, c’est lorsqu’on s’aperçoit que l’énergie de liaison des molécules lévogyres est un peu plus grande que l’énergie des molécules dextrogyres. Cette différence est certes extrêmement faible, puisqu’elle est de l’ordre d’un milliardième de milliardième d’électron-volt. Mais elle pourrait, dans des conditions favorables, engendrer la formation de chaînes de molécules lévogyres ! La brisure de symétrie de la radioactivité béta est due aux propriétés des interactions faibles. Et celles-ci expliquent les très faibles différences dans les énergies de liaison des atomes et des molécules. Ne pourrait-on penser que la différence des énergies de liaison entre les molécules lévogyres et dextrogyres due aux interactions faibles serait la cause de la dissymétrie des molécules constitutives des êtres vivants ? »

Un message, un commentaire ?

modération a priori

Ce forum est modéré a priori : votre contribution n’apparaîtra qu’après avoir été validée par un administrateur du site.

Qui êtes-vous ?
Votre message

Pour créer des paragraphes, laissez simplement des lignes vides.