L’antimatière est le contraire de la matière normale. Plus précisément, les particules subatomiques de l’antimatière ont des propriétés opposées à celles de la matière normale. La charge électrique de ces particules est inversée. L’antimatière a été créée avec la matière après le Big Bang, mais l’antimatière est rare dans l’univers d’aujourd’hui, et les scientifiques ne savent pas pourquoi.
Pour mieux comprendre l’antimatière, il faut en savoir plus sur la matière. La matière est constituée d’atomes, qui sont les unités de base d’éléments chimiques tels que l’hydrogène, l’hélium ou l’oxygène.,
L’univers d’un atome est complexe, car il est plein de particules exotiques avec des propriétés de spin et de la « saveur » que les physiciens commencent seulement à comprendre. D’un point de vue simple, cependant, les atomes ont des particules qui sont connues sous le nom d’électrons, de protons et de neutrons à l’intérieur d’eux. Chaque élément a un certain nombre de protons dans chaque atome d’Hydrogène possède un proton; l’hélium a deux protons; et ainsi de suite.
Antiparticules
Au cœur d’un atome, appelé noyau, se trouvent des protons (qui ont une charge électrique positive) et des neutrons (qui ont une charge neutre)., Les électrons, qui ont généralement une charge négative, occupent des orbites autour du noyau. Les orbites peuvent changer en fonction de la façon dont les électrons sont « excités » (ce qui signifie combien d’énergie ils ont.)
Dans le cas de l’antimatière, la charge électrique est inversée par rapport à la matière, selon la NASA. Les anti-électrons (appelés positrons) se comportent comme des électrons mais ont une charge positive. Les antiprotons, comme leur nom l’indique, sont des protons avec une charge négative.,
Ces particules d’antimatière (appelées « antiparticules ») ont été générées et étudiées dans d’énormes accélérateurs de particules tels que le Grand Collisionneur de Hadrons exploité par le CERN (l’Organisation européenne pour la Recherche nucléaire), a déclaré la NASA.
« L’antimatière n’est PAS antigravité », a ajouté la NASA. « Bien que cela n’ait pas été confirmé expérimentalement, la théorie existante prédit que l’antimatière se comporte de la même manière à la gravité que la matière normale. »
Où est-il?
Les particules d’antimatière sont créées lors de collisions à très grande vitesse., Dans les premiers instants après le Big Bang, seule l’énergie existait. À mesure que l’univers se refroidissait et se dilatait, des particules de matière et d’antimatière étaient produites en quantités égales. Pourquoi la matière est arrivée à dominer est une question que les scientifiques n’ont pas encore découverte.
Une théorie suggère que plus de matière normale a été créée que l’antimatière au début, de sorte que même après l’annihilation mutuelle, il restait assez de matière normale pour former des étoiles, des galaxies et nous.,
Prédiction et prix Nobel
L’antimatière a été prédite pour la première fois en 1928 par le physicien anglais Paul Dirac, que le magazine New Scientist a qualifié de « plus grand théoricien britannique depuis Sir Isaac Newton. »
Dirac a mis en place l’équation de la relativité spéciale d’Einstein (qui dit que la lumière est la chose la plus rapide de l’univers) et la mécanique quantique (qui décrit ce qui se passe dans un atome), selon le magazine. Il a découvert que l’équation fonctionnait pour les électrons avec une charge négative ou avec des charges positives.,
Bien que Dirac ait d’abord hésité à partager ses découvertes, il les a finalement embrassées et a déclaré que chaque particule de l’univers aurait une image miroir. Le physicien américain Carl D. Anderson a découvert les positrons en 1932. Dirac a reçu un prix Nobel de physique en 1933, et Anderson a obtenu le prix en 1936.
l’Antimatière vaisseau spatial?
Lorsque les particules d’antimatière interagissent avec les particules de matière, elles s’annihilent et produisent de l’énergie., Cela a conduit les ingénieurs à spéculer que les engins spatiaux à base d’antimatière pourraient être un moyen efficace d’explorer l’univers.
La NASA prévient qu’il y a une énorme prise avec cette idée: il faut environ 100 milliards de dollars pour créer un milligramme d’antimatière. Alors que la recherche peut obtenir sur beaucoup moins d’antimatière, c’est le minimum qui serait nécessaire pour l’application.
« Pour être commercialement viable, ce prix devrait baisser d’environ un facteur 10,000 », a écrit l’agence., La production d’électricité crée un autre casse-tête: « Il en coûte beaucoup plus d’énergie pour créer de l’antimatière que l’énergie que l’on pourrait récupérer d’une réaction d’antimatière. »
Mais cela n’a pas empêché la NASA et d’autres groupes de travailler à améliorer la technologie pour rendre possible les engins spatiaux antimatière. En 2012, un représentant du Groupe Tauri a déclaré Space.com qu’il est possible que l’antimatière puisse être utilisée environ 40-60 ans dans le futur.,
La NASA a créé un rapport de 2010 (avec l’aide du groupe Tauri et d’autres) intitulé « Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration », qui détaillait comment un vaisseau spatial de fusion pourrait fonctionner.
La conception nécessite des pastilles de deutérium et de tritium (isotopes de l’hydrogène lourd avec un ou deux neutrons dans leurs noyaux, contrairement à l’hydrogène commun qui n’a pas de neutrons). Un faisceau d’antiproton serait ensuite rayonné dans les pastilles, qui se heurteraient à une couche d’uranium incrustée à l’intérieur.,
Après que les antiprotons aient frappé l’uranium, les deux seraient détruits et créeraient des produits de fission qui déclencheraient une réaction de fusion. Correctement dirigé, cela pourrait faire bouger un vaisseau spatial.
Pour en savoir plus:
- NASA: État de l’entraînement antimatière-Chaîne, Quand?
- Scientific American: Qu’Est-Ce Que L’Antimatière?
- CERN: l’Antimatière