• Mesurer l'antimatière

    Sciences de l'univers

    ANTIMATIÈRE 

    CERN : l'antimatière pesée avec une précision inédite

    CERN : l'antimatière pesée avec une précision inédite

    Dans un article du journal Nature paru jeudi, l'expérience nippo-européenne ASACUSA au CERN* a annoncé une nouvelle mesure de la masse de l'antiproton d'une précision proche du milliardième.

    Mesurer avec précision la masse de l'antiproton constitue une méthode privilégiée en vue de chercher à comprendre pourquoi la nature semble préférer la matière à l'antimatière.

    « C'est un résultat très satisfaisant, a déclaré Masaki Hori, chef de projet au sein de la collaboration ASACUSA. Cela signifie que notre mesure de la masse de l'antiproton relativement à celle de l'électron est maintenant presque aussi précise que celle de la masse du proton. »

    Les protons ordinaires constituent environ la moitié du monde qui nous entoure, nous y compris. Avec autant de protons, il pourrait sembler naturel de supposer que leur masse puisse être mesurée avec davantage de précision que celle de l'antiproton. Après le résultat obtenu par ASACUSA, ce principe reste valable, mais il s'en faut de peu. Au cours des prochaines expériences, ASACUSA espère mesurer la masse de l'antiproton avec une précision bien plus grande que celle du proton. Toute différence de masse entre le proton et l'antiproton constituerait un signal pour la nouvelle physique, en indiquant que les lois de la nature pourraient être différentes pour la matière et l'antimatière.

    CERN : l'antimatière pesée avec une précision inédite

    Lors de sa précédente mesure, en 2006, l'équipe d'ASACUSA avait utilisé un seul faisceau laser, et la précision qu'il était possible d'atteindre à l'époque était limitée par cet effet. Cette fois, les chercheurs d'ASACUSA ont utilisé deux faisceaux de sens inverse. Grâce à cette méthode, les frétillements provoqués par chacun des deux faisceaux se sont annulés en partie, de sorte que la précision de la mesure a été multipliée par quatre.

    « Imaginez que l'on cherche à peser la tour Eiffel, explique Hori. Le niveau de précision que nous avons atteint équivaut à peu près à effectuer cette mesure avec une marge d'erreur correspondant au poids d'un moineau perché au sommet. La prochaine fois, ce sera une plume. »

    *Le CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est le plus éminent laboratoire de recherche en physique des particules du monde. Il a son siège à Genève. Ses États membres actuels sont les suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République slovaque, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse. La Roumanie est un candidat à l'adhésion. La Commission européenne, les États-Unis d'Amérique, la Fédération de Russie, l'Inde, Israël, le Japon, la Turquie et l'UNESCO ont le statut d'observateur.

    (source : enerzine )

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    ANTIMATIÈRE

    L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe « anti- » signifie que l'antimatière est « l'opposée » de la matière.

    L'opposition se fait au niveau des charges (dont la charge électrique) : les particules composant l'antimatière ont des charges opposées à celles des particules jouant le même rôle dans la matière. Par exemple, la matière comprend les protons, positifs, et les électrons, négatifs. L'antimatière comprend donc les antiprotons, négatifs, et les antiélectrons (ou positrons), positifs. Ce qui n'empêche pas l'existence de particules d'antimatières de charge nulle (par exemple les antineutrons). Il existe pour chaque particule une antiparticule correspondante.

    Pour une particule élémentaire de charge nulle, il est possible d'être sa propre antiparticule : c'est le cas du photon, du graviton s'il existe, et le cas du neutrino n'est pas tranché.

    Autre caractéristique, une particule et son antiparticule peuvent s'annihiler mutuellement lorsqu'elles rentrent en contact : elles sont alors intégralement converties en énergie radiative (deux photons), suivant le total des masses en interaction, E=mc2. Cette annihilation conduit donc à dire que la notion de masse est unitaire et, qu'en ce domaine, on ne peut pas différencier facilement la matière de l'antimatière.

    L'antimatière a été imaginée quand Paul Dirac a écrit l'équation portant son nom.

    L'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans l'univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. En fait, le nom « antimatière » est donné par anthropomorphisme : nous appelons « matière » les particules qui nous constituent et « antimatière » les particules opposées. Les travaux sur l'antimatière consistent en grande partie à expliquer pourquoi cette rareté alors que nécessairement, selon la théorie du Big Bang, la matière et l'antimatière auraient été présentes en quantités égales.

    L'antimatière et la matière, quand elles entrent en contact, peuvent s'annihiler mutuellement. Elles sont alors transformées en énergie, suivant la célèbre équation E=mc2. En fait, il s'agit de la seule situation dans laquelle la masse est intégralement convertie en énergie. Par comparaison, une réaction nucléaire classique ne dégage qu'une très petite partie de l'énergie "de masse" contenue dans les combustibles nucléaires utilisés (~1 millième), cette dernière dégageant pourtant bien plus d'énergie encore qu'une combustion (~10 milliards de fois plus).

    Cette réaction donne un sens imprévu au préfixe « anti », qui ne signifiait pas « destructeur ».Ce phénomène est réversible : de l'énergie peut être transformée en couple matière/antimatière. Mais il faut une concentration d'énergie formidable pour y parvenir.

    En aucun cas ce phénomène ne peut être utilisé comme source d'énergie, puisque la seule antimatière dont on dispose est fabriquée en laboratoire précisément par cette réaction. Les lois de conservation des phénomènes physiques interdisent clairement de « convertir » de la matière en antimatière pour ensuite les transformer en énergie. Même si l'expérience BaBar suggère le contraire. (Des expériences ont réussies à transformer des kaons et des mésons B en anti-matières).L'antimatière pourrait en théorie être employée comme moyen de stockage d'énergie, mais pour l'instant l'énergie à employer pour créer de l'antimatière est égale à 108 fois l'énergie récupérée.

    Cet aspect de l'antimatière a été particulièrement récupéré par la science-fiction, par exemple en soulignant que quelques grammes d'antimatière pourraient remplacer une arme nucléaire de forte puissance (~100 kT dans le roman Anges et démons), ou comme moyen de propulsion spatiale (dans Star Trek). Toutefois, si Star Trek se situe dans un futur lointain, Ange et démons peut laisser entendre qu'une telle arme pourrait être fabriquée aujourd'hui, ce qui est tout à fait irréaliste.

    Source : wikipedia

         

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