Symétrie et matière: Théorie des groupes en physique de la matière – L3, M1, Prépas, Agreg

Les propriétés physiques de la matière dépendent du type de symétrie qui y règne. Pour exploiter cette symétrie, on utilise la théorie des groupes, un outil mathématique fondamental. La symétrie joue un rôle essentiel dans la Nature. Que l’on observe le monde vivant, comme les fleurs, ou le monde minéral, comme les flocons de neige, on découvre fréquemment des formes symétriques. Ces symétries, souvent géométriques, sont étroitement liées à leurs propriétés physiques. Le célèbre physicien Pierre Curie l’a bien compris au 19ème siècle en affirmant que « les effets sont au moins aussi symétriques que la cause qui les engendre ». Ainsi, la structure de groupe représente l’outil mathématique idéal pour relier les propriétés de symétrie ou d’invariance d’un objet à ses caractéristiques physiques. Son application en physique et en chimie quantiques est très large. Elle permet notamment de mieux appréhender le fonctionnement du monde de l’infiniment petit, celui des atomes, des molécules et des cristaux. Pour en savoir plus, continuez votre lecture.