Des physiciens capturent les premiers atomes d'antimatière

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Publié le 18 novembre 2010.

SCIENCE - 38 atomes d'antihydrogène ont été brièvement isolés...

Un petit pas pour l'homme, mais un grand pour la physique des particules. Une nouvelle façon de piéger des atomes d'antimatière, plus précisément 38 atomes d'antihydrogène, vient d'être expérimentée au Centre européen de recherches nucléaires (Cern) à Genève et devrait faciliter l'étude de l'antimatière, selon des travaux publiés mercredi.

Un atome d'hydrogène est formé d'un proton positif et d'un électron négatif. Un atome d'antihydrogène est constitué d'un proton négatif (antiproton) et d'un électron positif ou positron.

Le physicien anglais Paul Dirac avait prédit dès 1931 l'existence d'antimatière, une matière «miroir» de celle que nous connaissons. Mais elle reste difficile à observer car tout atome d'antimatière s'annihile au contact de la matière, en produisant une énorme quantité d'énergie.

Un ratio qui laisse à désirer

Matière et antimatière auraient été créées en quantité égale dans les instants suivant le Big Bang, mais il ne reste guère que la matière. Où est passée l'antimatière? Cette question taraude les physiciens.

Certains d'entre eux se demandent même si l'antimatière aurait une antigravité, si au lieu de s'attirer deux atomes d'antimatière se repousseraient. Découvrir une telle gravité répulsive pourrait apporter une réponse à une autre énigme, celle de l'énergie inconnue qui favoriserait l'accélération de l'expansion de l'univers.

De premiers atomes d'antihydrogène avaient été produits au Cern dès 1995. Mais ils étaient annihilés quasi-instantanément au contact de la matière sans que leurs propriétés puissent être étudiées.

Dans le cadre de la nouvelle expérience Alpha du Cern, rapportée mercredi sur le site de la revue scientifique britannique Nature, 38 atomes d'antihydrogène ont pu être piégés pendant guère plus d'un dixième de seconde, «assez longtemps pour les étudier», selon le Cern.

Les chercheurs ont dû utiliser 10 millions d'antiprotons et encore davantage de positrons lors de 335 tentatives pour réussir à produire et piéger 38 atomes d'antihydrogène ultrafroids. Pour confiner ces particules neutres, il a fallu mettre au point un nouveau type de piège magnétique.

Pas encore Star Trek

«Pour des raisons que personne ne comprend, la nature a éliminé l'antimatière. C'est donc très gratifiant et un peu émouvant de regarder l'appareil Alpha et de savoir qu'il contient des atomes stables et neutres d'antimatière», s'est réjoui Jeffrey Hangst (Université d'Aarhus, Danemark) au nom des participants à ces travaux.

«Cela nous donne envie de travailler plus dur pour voir si l'antimatière détient des secrets», a-t-il ajouté selon un communiqué.

Quant à rêver d'une énergie pouvant propulser un vaisseau spatial comme dans Star Strek, on en est loin. Il faudrait des milliers de milliards de milliards d'atomes d'antihydrogène pour constituer un gramme d'antimatière.

© 2010 AFP
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