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Les physiciens de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, le CERN, annoncent qu’ils ont réussi à produire, à capturer et à conserver durant 1000 secondes des atomes d’antihydrogène dans le cadre de l’expérience ALPHA.
Des antiatomes difficiles à piéger
Ces antiatomes, les plus simples, sont composés d’un proton négatif (antiproton) et d'un électron positif (positron) à l’inverse des atomes d’hydrogène classiques composés d’un proton positif et d’un électron négatif.
L’équipe du CERN qui travaille sur l’expérience ALPHA avait déjà réussi à produire des atomes d’antihydrogène. Mais la matière et l’antimatière s’annihilant au contact l’une de l’autre, les antiatomes produits avaient une espérance de vie très brève, de l’ordre de quelques millisecondes.
Dans un article publié dans arXiv, la même équipe décrit cette fois un processus permettant de conserver ces antiatomes plusieurs minutes.
Il repose sur le refroidissement des antiprotons utilisés pour fabriquer l’antihydrogène, ce qui aboutit à la formation d’antiatomes moins énergétiques qui peuvent être confinés dans un piège magnétique pour une plus longue durée.
L'antimatière a disparu
Cette avancé ouvre la voie à de nouvelles expériences qui pourraient démontrer des propriétés de l'antimatière. L’antimatière demeure en effet un des grands mystères de la science. Lors du Big-Bang, matière et antimatière ont théoriquement été produites en quantité égale, or l’univers se compose uniquement de matière et l’antimatière semble avoir disparu.
Pour découvrir ce qu’il est advenu de l’antimatière, les scientifiques essaient de déterminer si une infime différence entre les propriétés de la matière et celles de l’antimatière pourrait expliquer cette disparition. Ils ont pour cela besoin d’antiatomes stables qui puissent être étudiés avec attention.
Cristaux et armes à Antimatières
On savait déjà depuis des années qu'il était possible de confiner de l'antimatière dans des cristaux. Depuis1975 (par exemple au laboratoire Françoise Lure) on savait cibler des jets de particules, issus de « synchrotrons » avec une précision de quelques Angströms. Cela paraît incroyable, mais c'est ainsi. On peut donc tirer des atomes d'antimatière dans des cristaux spéciaux, qui possèdent des « lacunes » régulièrement distribuées. Sous la forme de particules chargées, l'antimatière est d'abord accélérée (anti-électrons et anti-protons), puis on favorise des recombinaisons (faisceaux de neutres). Ce sont alors des anti-atomes d'hydrogènes qui pénètrent dans le cristal, en direction de ces fameuses lacunes, peuplées d'électrons libres. L'anti-électron de l'anti-atome s'annihile alors avec un électron présent et l'antiproton, de charge négative, prend la place de l'électron libre dans la lacune, assurant la neutralité électrique de l'ensemble. On obtient ainsi de l'antimatière confinée électrostatiquement. Ce confinement ne nécessite aucune énergie et est parfaitement stable et durable. Les anti-protons, totalement intégrés au réseau cristallin, qu'ils « dopent », sont étroitement bridés. On peut alors laisser tomber un tel cristal par terre sans que rien ne se passe. Aucune crainte de voir les antiprotons s'échapper de leur prisons électrostatiques. C'est l'arme idéale, facile à produire et à stocker, qui devient la plus rustique qui soit au monde. Pour l'activer, il suffit d'un agent qui déséquilibre le cristal. A la limite certains de ces cristaux pourraient être... solubles, la bombe se déclenchant lorsque vous la trempez dans votre tasse de café ! En pratique une détonation sert de déclencheur. Les Américains (mais j'ai dû alors compléter ultérieurement ces informations par d'autres sources) ont mis au point des « bucky balls » (traduction littérale : des « cochonnets ») d'une taille centimétrique, contenant de l'antimatière stocké dans un cristal, la puissance étant équivalente à 40 tonnes de TNT. Diamètre : deux centimètres de diamètre, écran thermique compris. L'avènement de cette arme dite « de quatrième génération » est un facteur d'insécurité terrible.
