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II Problèmes qu'engendrent l'antimatière sur les lois de la phys

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BigBang. Dans la soupe primordiale, les particules et leurs antiparticules se créent puis s’annihilent sans arrêt à partir de pure énergie.

BigBang

En quelque sorte, les unes sont un peu l’image des autres dans un miroir. Matière et antimatière étaient toutes deux présentes en quantités égales au départ. Seulement, pour une raison inconnue, la première a pris le pas sur la seconde… Celle-ci a presque disparu en raison d’une subtile différence de comportement. Comment et pourquoi ? C’est là tout un mystère à l’origine de notre existence même L’histoire de l’antimatière a commencé en 1928, sous l’impulsion du jeune Britannique Paul Dirac (1902-1984).

La confirmation vient en 1932. L'antimatière est-elle soumise à une antigravité ? Antimatière questionne toujours le Big Bang. L’énigme de l’asymétrie matière-antimatière. La nébuleuse du Crabe, le vestige emblématique d’une supernova dans notre galaxie, la Voie lactée : vue composite réalisée à partir de clichés des télescopes spatiaux Herschel et Hubble (Image: NASA) Le Big Bang devrait avoir créé autant d’antimatière que de matière dans l’Univers primordial.

L’énigme de l’asymétrie matière-antimatière

Pourtant, aujourd’hui, tout ce que nous percevons, depuis la plus petite forme de vie terrestre jusqu’aux objets stellaires les plus grands, est constitué presque intégralement de matière. Comparativement, il n’y a pas beaucoup d’antimatière à observer. Quelque chose a probablement fait pencher la balance. L’un des plus grands défis de la physique est de déterminer ce qui est arrivé à l’antimatière ou, en d’autres termes, d’expliquer l’asymétrie entre la matière et l’antimatière. Les particules d’antimatière ont la même masse que leurs homologues de matière, mais des caractéristiques opposées, notamment la charge électrique. Imaginons une pièce de monnaie tournant comme une toupie sur une table. Les secrets de l'antimatière.

Dans ce numéro L'essentiel - À chaque particule est associée une antiparticule. - Ces antiparticules, assemblées en antiatomes, constituent l'antimatière. - Aussi abondante que la matière au début de l'Univers, elle a rapidement disparu. - Pour comprendre ce déséquilibre, les physiciens produisent de l'antimatière. - Ils s'intéressent en particulier à ses propriétés gravitationnelles.

Les secrets de l'antimatière

Dans Anges et Démons, l'une de ses premières aventures, Robert Langdon, le héros imaginé par Dan Brown, doit résoudre le meurtre d'un éminent... physicien du cern. Nous détaillerons en quoi consiste cette antimatière, ce que l'on sait d'elle, comment on la produit et quelles énigmes elle recèle encore. De fait, dans le cern, des physiciens produisent et stockent des atomes d'antimatière pour en étudier les propriétés. La matière première La matière qui nous entoure est constituée d'atomes répartis selon une classification établie en 1869 par le savant russe Dmitri Mendeleïev. La famille s'agrandit. The problem with anti-matter. The problem with anti-matter, put simply, is that it doesn't hang about.

The problem with anti-matter

As soon as an anti-matter particle comes into contact with a particle of matter, both annihilate in a burst of energy. How then do we explain the existence of so much matter? Everywhere we look in the universe (and as far back in time as we can go by looking out across the lightyears of deep space), we see only matter. The earth around us, the stars and galaxies, are all made almost exclusively of matter. The existence of anti-matter was first suggested by the theoretical physicist Paul Dirac in the 1930s.

Working on a theory to combine quantum mechanics with Einstein's special relativity, he realised his equations predicted a corresponding anti-particle for every particle in existence - identical in every respect, but with an opposite electrical charge. One theory is that there must have been some minute discrepancy in the amount of matter and anti-matter created. But is that right? Antimatière : sa masse déterminerait le destin de l'Univers. D'après les équations de la physique, matière et antimatière sont comme deux soeurs jumelles.

Antimatière : sa masse déterminerait le destin de l'Univers

Or l'Univers ne contient que la première. Pour tenter de comprendre où est passée l'antimatière, des physiciens vont bientôt peser des "antiatomes". Son secret pourrait en effet résider dans une masse... négative ! Si des galaxies composées d’antimatière entraient en collision avec des galaxies composées de matière alors, en vertu de l’équivalence entre masse et énergie, l’annihilation de la matière avec l’antimatière produirait d’intenses jets de rayons gamma. Ici, une illustration représentant ce phénomène.© Nasa / CXC / M. Antimatière. Conformément à cette théorie, les physiciens ont pu créer et observer dans leurs accélérateurs de particules tous les représentants de l’antimonde : antiprotons, antiquarks, antineutrinos… Du coup, une question les tiraille.

Aujourd’hui, personne n’en sait rien. Comment ?