on parle antimatière dans les matières

 DECELERATEUR D’ANTIMATIERE: RESUME DESTINE AUX ENSEIGNANTS

Que s’est-il passé?

Des chercheurs du CERN ont réussi à mettre en service une nouvelle machine destinée à l’étude approfondie du monde miroir de l’antimatière. Elle permettra aux physiciens de piéger des antiprotons et des atomes d’antimatière, et de les comparer à leurs équivalents dans la matière.

Pourquoi est-ce important?

Il est curieux que l’antimatière n’existe pas en plus grande quantité autour de nous. Les scientifiques pensent que l’Univers est né d’un Big Bang lors duquel matière et antimatière ont été créées en quantité égale; pourtant, toute trace d’antimatière semble avoir disparu de l’Univers d’aujourd’hui. Pour quelle raison? Et pourquoi n’a-t-elle pas fait disparaître toute la matière avec elle?

La matière et l’antimatière sont de parfaits contraires. Si parfaits en fait, que lorsqu’elles se rencontrent, elles s’annihilent en laissant derrière elles un éclair de pure énergie. Rien d’autre ne subsiste. C’est pourquoi les auteurs de science fiction aiment tant l’antimatière. Pour eux, l’annihilation de l’antimatière est la source idéale d’énergie propre. Il s’agit de la parfaite conversion de la masse (m) en énergie (E) selon la célèbre équation d’Einstein E=mc2, où c est la vitesse de la lumière. Le problème est, cependant, que l’antimatière ne peut pas être simplement recueillie ou extraite. Elle doit être créée, et sa création requiert infiniment plus d’énergie que sa destruction n’en produit. Toute l’antimatière produite au CERN en un an fournirait à peine assez d’énergie pour alimenter une ampoule électrique pendant quelques secondes.

Donc, l’antimatière comme source d’énergie est condamnée à rester du domaine de la science fiction; cependant, une question importante demeure sans réponse: pourquoi la nature semble-t-elle préférer la matière à l’antimatière? Expérience après expérience, la matière et l’antimatière présentent une parfaite symétrie. Ce que l’une fait, l’autre le reflète. Lorsqu’une quantité d’énergie suffisante est concentrée pour produire des particules, les particules de matière et d’antimatière sont produites en nombre égal. Et lorsque les antiparticules rencontrent leur contrepartie dans la matière, elles disparaissent en redevenant de l’énergie pure. Rien ne se crée. Rien ne se perd.

Nous savons que l’histoire ne peut pas s’arrêter là. Soit l’antimatière née du Big Bang se trouve quelque part - bien que cela semble très improbable - soit la symétrie matière-antimatière n’est pas totalement parfaite. Nous savons maintenant que cette dernière proposition est exacte. Des expériences ingénieuses ont forcé la main à la nature, révélant une légère partialité en faveur de la matière, qui se traduit par la survie d’un seul proton sur chaque milliard ayant pu provenir du Big Bang. C’est de ce proton que l’Univers est né.

La nouvelle machine de recherche du CERN, le décélérateur d’antiprotons (AD), permet aux scientifiques de piéger l’antimatière dans des cages électromagnétiques où elle ne peut pas entrer en contact avec de la matière. Les scientifiques peuvent l’y étudier tout à loisir et découvrir, par exemple, si la spectroscopie de l’antihydrogène est identique à celle de l’hydrogène. Maintenant que nous savons que la nature privilégie la matière par rapport à l’antimatière, les recherches à l’AD nous aideront à comprendre pourquoi.

A quoi sert l’antimatière?

L’antimatière est peut-être le matériau de la science fiction, mais dans les laboratoires comme le CERN, c’est un outil de recherche ordinaire. Dans les hôpitaux et l’industrie aussi, l’antimatière est utilisée quotidiennement pour les diagnostics. La tomographie par émission de positons (TEP), par exemple, s’appuie sur l’antimatière. Elle fonctionne en fixant des atomes radioactifs qui émettent des positons – des antiélectrons – à des molécules de traçage biologique qui se dirigent vers des zones précises du corps. Lorsque les atomes radioactifs se désintègrent, les positons qu’ils émettent s’annihilent immédiatement avec les électrons et l’éclair d’énergie qui en résulte apparaît sous la forme de deux rayons gamma d’énergie égale. Ces derniers s’échappent du corps dans des directions opposées et sont détectés, ce qui permet aux médecins de suivre ce que deviennent les molécules de traçage biologique et d’obtenir ainsi de précieuses informations sur le fonctionnement du corps.

Quelles sources consacrées à l’antimatière sont disponibles au CERN?

L’histoire de l’antimatière est relatée dans cet article par le rédacteur du magazine Courrier CERN Gordon Fraser

Vous pouvez commander une brochure sur l’antimatière intitulée auprès du Bureau Presse et de Publications

Un site Web consacré à l’antimatière, qui présentera des annonces Web d’événements importants concernant l’antimatière au CERN, se trouve ici.