I - L'histoire de l'antimatière - L'antimatière. C’est au début du 20eme siècle que l’antimatière à vu son histoire débuter grâce au jeune physicien Paul Dirac, lorsque tous les fondements de la physique de l’époque furent ébranlés par l’apparition de nouvelles théories importants : celle de la relativité et celle de la mécanique quantique. L’association de ces deux théories permet l’écriture d’une équation mathématique qui sera alors à l’origine de la découverte de l’antimatière.
A – La découverte de l’existence de l’antimatière 1 – Les deux théories de la physique L’histoire commence en 1905, lorsqu’Albert Einstein dévoile sa nouvelle théorie sur la relativité restreinte. Celle-ci permet d’expliquer la relation entre l’énergie, le temps, l’espace et la masse à travers l’équation bien connue E=mc². Photo d'Erwin Schrödinger (1885-1961) droite, et d'Albert Einstein (1879-1955) gauche 2 – L’équation Dirac Photo de Paul Dirac (1902-1984) B – La recherche de l’antimatière 1 – La chasse aux antiparticules Photo de Carl Anderson (1905-1991)
II - Création de l’antimatière et son application dans la médecine - L'antimatière. La tomographie par émission de positons est une méthode d'imagerie médicale nucléaire fonctionnelle permettant de visualiser et de mesurer quantitativement, en 3 dimensions, l'activité métabolique d'un organe en ses différents points grâce à la captation des émissions produites par les positons (dégradation du produit radioactif injecté au préalable). 2 - Quest-ce qu’est la tomographie ?
La tomographie par émission de positrons ( TEP ) ou PET scan pour “positron émission tomography” en anglais, est une méthode d’imagerie médicale nucléaire fonctionnelle qui existe depuis 1975. Elle se fait évidemment avec un appareil du même nom. Appareil de TEP Elle permet de voir et de mesurer quantitativement, en trois dimensions, les activités d’un organe grâce aux émissions produites par les positrons issues de la dégradation de molécules radioactives injectées au préalable, qu’on appelle traceurs. Image en 3D obtenue par TEP montrant la concentration de glucose avec du fluor18. III - L'antimatière de demain - L'antimatière. L'antimatière libère une quantité considérable d'énergie lorsqu’elle rencontre la matière. Un kilogramme d’antimatière produit à peu prés autant d'énergie qu'une centaine de million de tonnes de carbone.
Cette propriété en ferait un carburant idéal. On pourrait, par exemple, dans l'avenir, propulser des vaisseaux spatiaux avec cette nouvelle énergie. Certains scientifiques estiment qu'il faudrait qu'un micro-gramme d'antimatière pour propulser une navette dans l'espace. A - Les obstacles à l'utilisation de l'antimatière Le CERN a produit a peu près un milliardième de gramme d'antimatière durant ces 10 dernières années avec un coût estimé à plusieurs centaines de millions d'euros. 1 - Comment stocker l'antimatière ? Au CERN, le laboratoire européen de physique des particules, dans la nuit du 17 au 18 juillet 1986, pour la première fois dans l'histoire, de l'antimatière a été capturée dans un piège électromagnétique.
Conclusion - L'antimatière. L’antimatière a été découverte il y a des dizaines d’années mais ce n’est qu’il n’y a quelques années que l’on a pu définir l’antimatière mais aussi la fabriquer et la stocker. On utilise notamment l'antimatière dans le domaine médical. Cela peut paraître assez futuriste, cependant la tomographie par émission de positrons est déjà largement pratiquée en laboratoire et en clinique depuis des dizaines d'années. Ce domaine d'application des antiparticules est maintenant maîtrisé par de nombreux professionnels et médecins, et de nos jours, il a permis de localiser de nombreuses tumeurs à un stade peu avancé (bien plus tôt qu'avec les autres techniques couramment utilisées : échographie, radiographie, scanner … ).
D'ailleurs, puisque l'utilisation d'antiparticules pour la détection de tumeurs est déjà bien développée, les chercheurs s'intéressent maintenant aux possibilités d'application dans la guérison du cancer.