P. 7 2 Une brève histoire de la cosmologie P. 21 3 Les symétries P. 22 3.1 Symétries de l'espace P. 24 3.1.1 Symétrie de translation P. 26 3.1.2 Symétrie de rotation P. 26 3.1.3 Symétrie d'inversion P. 27 3.2 Symétries du temps P. 28 3.3 Symétries internes P. 30 3.4 Symétries locales, ou symétries de jauge P. 31 3.4.1 Translations locales P. 33 3.4.2 Symétries de jauge internes P. 37 4 Un problème de masse P. 37 4.1 La masse et la portée des interactions P. 40 4.2 Les interactions de jauge P. 41 4.3 Les masses des constituants de la matière : les quarks et les leptons P. 41 4.3.1 La chiralité P. 43 4.3.2 La chiralité et les interactions faibles P. 45 5 Brisure spontanée d'une symétrie P. 45 5.1 Le théorème de Curie P. 46 5.2 Brisure spontanée d'une symétrie en physique classique P. 51 5.3 Brisure spontanée d'une symétrie en physique quantique P. 55 5.4 Le théorème de Goldstone P. 57 5.5 Brisure spontanée d'une symétrie en présence d'interactions de jauge P. 63 6 La théorie standard P. 63 6.1 Introduction P. 64 6.2 Les interactions électromagnétiques et faibles P. 67 6.3 Les interactions fortes P. 74 6.4 La théorie standard et l'expérience P. 79 7 Épilogue P. 85 8 Appendice I : les particules élémentaires P. 85 8.1 Introduction P. 88 8.2 Les quatre interactions P. 91 8.3 Quelques notions de base P. 96 8.4 La saga du neutrino P. 102 8.5 Le tableau des particules élémentaires P. 102 8.5.1 Les particules élémentaires en 1932 : tout est simple P. 104 8.5.2 Les particules élémentaires aujourd'hui P. 111 9 Appendice II : de Sophus Lie à Élie Cartan