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Première mondiale : une équipe française produit 50000 atomes d'antimatière

Nature : http://www.nature.com/nsu/020916/020916-7.html

C'est un lieu commun de dire que nous vivons dans un monde constitué de matière que nous pouvons voir et toucher. Mais depuis 1928, grâce aux travaux du physicien Anglais Paul Dirac, on sait qu'il existe une antimatière qui est comparable à un e la copie conforme de la matière vue dans un miroir, c'est à dire avec des charges électriques opposées. La matière et l'antimatière ne peuvent cohabiter et si elles se rencontrent elles s'annihilent mutuellement en se transformant en énergie. Une équipe de physiciens du Cern, le Centre européen pour la recherche nucléaire vient de produire 50 000 atomes de cette antimatière. Pour la première fois, ces chercheurs ont donc réussi à produire des atomes d'antihydrogène froids en quantité quasi-industrielle. En 1996, 9 atomes d'antihydrogène avaient déjà été créés par les physiciens du Cern, mais ils étaient chauds et avaient une durée de vie trop brève pour être étudiés car ils se déplaçaient à une vitesse proche de celle de la lumière soit 300 000 km/s. Aujourd'hui, les atomes obtenus sont trés froids, - 258 °, c'est à dire seulement 15° de plus que le zéro absolu. Leur vitesse ne dépasse pas 1 km/s. Ces résultats, obtenus avec cette expérience appelée Athena et publié par la revue Nature, vont permettre d'étudier plus facilement le comportement de cet antihydrogène. Pour cette production, les scientifiques ont utilisé une source d'antiélectrons, les positrons (chargés positivement), et les ont combinés avec des antiprotons fournis par l'accélérateur de particules du Cern. Un positron qui tourne autour d'un antiproton, c'est exactement la configuration opposée de l'atome d'hydrogène, composé majoritaire de notre univers constitué d'un électron de charge négative qui gravite autour d'un proton, lui aussi positif. Après avoir produit ces nouveaux atomes, l'équipe les a identifiés et a finalement confirmé leur nature. Il faut savoir que cette course à la production et à la compréhension de l'antimatière est l'un des défis majeurs de la physique moderne. Connaître et utiliser ses propriétés pourrait permettre de vérifier et de compléter la théorie du big-bang qui explique la naissance de notre Univers. L'étude de l'antimatière pourrait aussi permettre de valider ou non le modèle standard, cadre général de la physique qui tente d'expliquer les liens entre les quatre interactions fondamentales qui régissent notre Univers, force nucléaire faible, force nucléaire forte, force électromagnétique et gravitation. Il est notamment capital de savoir si ces atomes d'antihydrogénes possèdent ou non des quarks car s'ils n'en possèdent pas cela pourrait expliquer le léger mais décisif déséquilibre d'un milliardième en faveur de la matière lors du big bang, alors qu'en théorie le big bang aurait du produire la même quantité de matière et d'antimatière qui se serait annihilée mutuellement, nous ne serions alors pas là pour en parler! Autre question fondamentale: ces antiatomes réagissent-ils de la même manière que les atomes que nous connaissons à la gravitation. La réponse à cette question est également fondamentale pour l'unification des deux grands théories-cadres de la physique moderne, la relativité générale, formulée par Einstein en 1916 et la mécanique quantique, élaborée entre 1900 et 1927. Mais Il reste encore beaucoup d'étapes avant de pouvoir étudier complètement ces atomes d'antimatière. Il faut d'abord réussir à les stopper et ensuite comparer leurs propriétés à celles des atomes d'hydrogène. Pour arrêter ces atomes d'antimatière il faut parvenir à les piéger dans des bouteilles magnétiques à très basses températures. Ces antiatomes devront ensuite être excités par un faisceau lumineux et leur spectre, c'est à dire leur signature lumineuse, pourra être comparé à celui de l'hydrogène. L'exploration de l'antimatière ne fait donc que commencer mais elle ouvre une nouvelle porte passionnante dans la connaissance de notre univers.

Brève rédigée par @RT Flash

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