L'antimatière : qu'est-ce que c'est?
L’antimatière résonne de manière mystérieuse aux oreilles du commun des mortels. Car si tout le monde sait ce que signifie la matière –tout ce que nous voyons, sentons, touchons et nos corps même sont constitués de matière– que pourrait bien désigner la "négation" de celle-ci ? D’abord précisons qu’aux yeux des physiciens l’antimatière n’est pas une entité énigmatique : chaque particule de matière a son double d’antimatière. Prenons la plus célèbre des particules de matière, l’électron. Son double s’appelle le positron (ou positon). Les deux ont la même masse et les mêmes propriétés, sauf que le positron a une charge électrique positive tandis que l’électron a une charge électrique négative…
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Où trouver de l'antimatière ? Les observations actuelles sont formelles : l'antimatière a presque totalement disparu. Il en subsiste quelques quantités infimes dans l'Univers dit local, soit dans les rayons cosmiques soit produits en laboratoire. |
Quelle est l'utilité de l'antimatière ? permet d'observer in vivo et de façon quantitative des processus biochimiques et physiologiques divers. On peut ainsi étudier le cerveau humain en cours de fonctionnement au niveau de trois fonctions métaboliques essentielles : l'utilisation des sucres, de l'oxygène et des acides aminés. |
Quelle est la puissance de l'antimatière ? Elle libère de l'énergie avec 100% d'efficacité (la fission nucléaire est efficace à 1,5%). L'antimatière est 100 000 fois plus puissante que le carburant de fusée. Un seul gramme contient l'énergie d'une bombe atomique de 20 kilotonnes - la taille de la bombe larguée sur Hiroshima. |
Qui fabrique de l'antimatière ? L'antimatière est produite par de nombreuses expériences au CERN. Au cours des collisions dans le Grand collisionneur de hadrons, les antiparticules produites ne peuvent pas Ítre stockées en raison de leur énergie très élevée. Elles s'annihilent dans les détecteurs de manière inoffensive. |
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L'existence d' antiparticules a d'abord été prédite par des travaux théoriques. Puis des antiparticules ont été produites dans les grands accélérateurs et, de nos jours, des faisceaux de positons ou d'antiprotons sont couramment utilisés pour des expériences de physique fondamentale. Des antiparticules sont parfois détectées dans les rayons cosmiques, mais on n'a pas la preuve que des quantités importantes d'antimatière (étoiles, galaxies, etc.) existent dans l'Univers. Nous allons revenir sur ces trois aspects de l'antimatière : existence d'une antiparticule associée à chaque particule ; production et utilisation d'infimes quantités d'antimatière en laboratoire ; enfin, rôle de l'antimatière en cosmologie et en astrophysique.À l'époque des premières spéculations sur les antiparticules, la matière pouvait être décomposée en trois constituants primordiaux : l' électron, le proton et le neutron, dont on soupçonnait l'existence et que l'on s'apprêtait à découvrir. Toutes les expériences d'électricité confirment une parfaite symétrie entre les charges positives et les charges négatives. Par exemple, deux charges positives se repoussent en obéissant exactement à la même loi que les deux charges négatives correspondantes. La nature semble pourtant rompre brutalement cette symétrie : les charges négatives sont associées aux particules les plus légères, les électrons, qui peuvent facilement passer d'un atome à l'autre dans une molécule ou d'un site à l'autre dans un cristal, tandis que les charges positives sont liées aux noyaux, c'est-à-dire aux composants les plus lourds et les moins mobiles. |  |
| Accélérateur de particule de Caen | Matière et antimatière |
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