Symmetrie ist etwas, das wir normalerweise eher als ästhetisches denn als wissenschaftliches Konzept betrachten – zum Beispiel wiederholte Muster von Fliesen. Aber bei ihrer Suche nach den Grundgesetzen des Universums haben Physiker die Symmetrie als nützlich empfunden. Denn wenn etwas Symmetrie besitzt, bedeutet dies, dass es auf bestimmte Weise verändert werden kann und dennoch unverändert bleibt. Wenn beispielsweise ein Quadrat umgedreht oder um 90° gedreht wird, sieht es so aus, als hätte sich nichts geändert.
Physiker glauben, dass die Naturgesetze ähnlich „invariant“ sein sollten und unabhängig davon, wo in Raum und Zeit sie angewendet werden, gleich gut gelten. Vor rund einem Jahrhundert zeigte die deutsche Mathematikerin Emmy Noether, dass zwischen solchen Symmetrien und Schlüsselkonzepten der Physik wie den Gesetzen der Energie- und Impulserhaltung eine tiefe Verbindung besteht. Dies hat sich als besonders nützlich für Theoretiker erwiesen, die versuchen, die subatomare Welt zu verstehen.