Sélectionner une page

L’antimatière est bien le parfait reflet de la matière

21 Déc 2016 | 1 commentaire

particule vs antiparticule (2)

Après deux décennies d’essais, les physiciens du CERN ont réalisé la première mesure de la lumière émise par un atome d’antimatière, révélant que l’antihydrogène est l’image miroir exacte de l’hydrogène régulier/ ordinaire.

Le résultat, qui confirme enfin ce qui était prévu depuis longtemps par les lois de la physique, ouvre une nouvelle façon de tester la théorie de la relativité restreinte d’Einstein et pourrait nous aider à répondre à l’un des plus grands mystères de la physique moderne : pourquoi y a-t-il tellement plus de matière que d’antimatière dans l’Univers ?

Mais avant, un petit rappel !

Les lois de la physique prédisent que pour chaque particule de matière ordinaire, il y a une antiparticule. Donc pour chaque électron négativement chargé, il y a un positron positivement chargé. Cela signifie que pour chaque atome d’hydrogène régulier, il y a un atome d’antihydrogène, et tout comme un atome d’hydrogène est composé d’un électron lié à un proton, un atome d’antihydrogène est composé d’un antiélectron (ou positron) lié à un antiproton.

Si une antiparticule arrive à trouver une particule ordinaire, elles s’annulent mutuellement, libérant de l’énergie sous forme de lumière. Ce fait engendre deux problèmes assez lourds à régler. Le premier est que, comme il y a énormément de matière dans l’Univers, il est pratiquement impossible pour les physiciens de trouver de l’antimatière dans la nature, parce qu’elle sera anéantie avant même d’avoir la chance de commencer à la chercher. Le deuxième problème est : pourquoi y a-t-il autant de matière régulière que d’antimatière ? Si nos modèles de physique actuels suggèrent qu’une quantité égale de particules régulières et d’antiparticules ont été produites par le Big Bang, l’Univers ne devrait-il pas s’être annulé ?

Selon Jeffrey Hangst, de la Collaboration ALPHA au CERN en Suisse :

Quelque chose est arrivé, une petite asymétrie qui a laissé survivre de la matière et nous n’avons tout simplement aucune bonne idée qui explique cela actuellement.

Cela pourrait être sur le point de changer car, pour la première fois, des scientifiques ont été en mesure de mesurer le type de lumière (spectre électromagnétique) émis par un atome d’antihydrogène lorsqu’il est frappé par un laser et de la comparer avec celle émise par un atome d’hydrogène régulier dans les mêmes conditions. C’est la première fois que nous sommes capables de contrôler assez longtemps un atome d’antihydrogène pour mesurer directement son comportement et de le comparer à son homologue l’hydrogène ordinaire.

Jeffrey Hangst et l’expérience ALPHA-2. (CERN)
Coll ALPHA

Selon Hangst :

L’utilisation d’un laser pour observer une transition dans l’antihydrogène et de la comparer à l’hydrogène pour voir s’ils obéissent aux mêmes lois de la physique a toujours été un objectif clé de la recherche d’antimatière.

Parce qu’il est impossible de trouver une particule d’antihydrogène dans la nature, vu que l’hydrogène (qui annule l’antihydrogène) est l’élément le plus abondant dans l’Univers, les scientifiques doivent produire leurs propres atomes d’antihydrogène.

Au cours des 20 dernières années, l’équipe ALPHA a trouvé comment produire suffisamment d’atomes d’antihydrogène pour avoir réellement la chance de pouvoir travailler avec et ils ont finalement trouvé une technique qui leur permet de créer environ 25 000 atomes d’antihydrogène toutes les 15 minutes et d’en piéger environ 14. Les précédentes méthodes ne peuvent en piéger que 1,2 atome d’antihydrogène toutes les 15 minutes.

Ces particules piégées ont été ensuite touchées par une lumière d’un laser pour forcer leurs positrons à “sauter” d’un niveau d’énergie inférieure à un niveau plus élevé. Lorsque les positrons retournent au niveau d’énergie inférieur, la quantité de lumière qui est libérée peut être mesurée.

L’équipe a découvert que l’atome d’antihydrogène émettait exactement le même spectre lumineux que les atomes d’hydrogène ordinaires. Ce résultat est cohérent avec le modèle standard de la physique des particules, qui prédit que l’hydrogène et l’antihydrogène auront des caractéristiques d’émission de lumière identiques et les physiciens ont maintenant la chance de tester d’autre spectre d’émission en utilisant différents types de lasers.

S’ils finissent par être identiques, la relativité restreinte d’Einstein à encore de beaux jours devant elle, comme Adrian Cho explique pour Nature :

Expliquer pourquoi la relativité restreinte exige que l’antimatière reflète la matière implique beaucoup de mathématiques. Mais en un mot, si cette relation de miroir n’était pas exacte, alors l’idée de base derrière la relativité restreinte ne pourrait pas être exactement juste.

Elle suppose qu’une seule chose unifiée appelée espace-temps se divise différemment en espace et en temps pour des observateurs se déplaçant l’un par rapport à l’autre. Il pose que ni l’un ni l’autre ne peut dire qui est vraiment en mouvement et qui est stationnaire. Mais, cela ne peut pas être juste si la matière et l’antimatière ne se reflètent pas. Si l’antimatière n’obéit pas aux mêmes lois de la physique que la matière ordinaire, nos modèles du Big Bang seront faussés.

Cette expérience ouvre la possibilité de comprendre pourquoi la matière a échappé à l’anéantissement total dans l’Univers et nous a permis, ainsi qu’à tout ce qui nous entoure, d’exister.

L’étude publiée dans Nature : Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen et décrite également sur Nature : Deep probe of antimatter puts Einstein’s special relativity to the test.

Faire un Don !

Pourquoi ?

Parce qu’il n'y a aucune publicité ici et que le Guru compte sur la générosité de ses lecteurs(trices) pour continuer à faire vivre GuruMeditation (...et son créateur par la même occasion). D'autres méthodes vous seront proposées en plus de PayPal.

Le premier dinosaure à attirer l’œil de ses prétendantes avec un plumage arc-en-ciel

Présenter des couleurs qui attirent le regard ou afficher un comportement bizarre afin d’attirer l’attention d’une partenaire est chose commune dans la nature, du paon, au colibri, en passant par le derrière des babouins… Les scientifiques prétendent avoir retracé ce phénomène jusqu’à un ancien dinosaure ressemblant à un oiseau, qui, dit-on, utilisait un plumage coloré pour attirer de potentielles prétendantes il y a 160 millions d’années…

Le premier système à 5 planètes découvert par des scientifiques citoyens

Une équipe internationale de scientifiques citoyens et d’astronomes professionnels a découvert un système d’au moins cinq grandes exoplanètes, en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil (de type solaire), K2-138. Ce système planétaire est à environ 792 années-lumière de la Terre vers la constellation du Verseau…

Laissera-t-on la Chine détruire nos débris spatiaux à coup de laser ?

Les débris orbitaux (débris spatiaux) sont l’un des plus grands problèmes auxquels les agences spatiales doivent faire face aujourd’hui. Après 60 ans a envoyé des fusées et des satellites dans l’espace, l’orbite terrestre basse (LEO) est forcément maintenant bien encombrée. Compte tenu de la rapidité avec laquelle les débris peuvent se déplacer en orbite, même les plus petits peuvent constituer une grave menace pour la Station Spatiale Internationale ainsi que pour les satellites encore actifs…

Cet étrange bébé robot rampant sur de la moquette engendre un épais nuage de particules

Des chercheurs, principalement de l’université Purdue (États-Unis), ont conçu une expérience pour tester la façon dont les bébés perturbent le sol lorsqu’ils se déplacent. Ils ont donc fabriqué un robot enveloppé dans de l’aluminium qui imitait un bébé rampant sur son ventre. Celui-ci devait crapahuter sur de longues plaques de tapis récupérées dans des maisons. Un volontaire adulte a fait de même pour la comparaison…

Les composants de cette pierre extraterrestre ne se trouvent nulle part dans notre système solaire

Une pierre de l’espace, trouvée en Égypte en 2013, continue de dérouter les scientifiques alors qu’une analyse détaillée de ses composants a révélé qu’elle ne ressemblait à aucune autre roche extraterrestre trouvée jusqu’ici.

La pierre d’Hypatie, du nom d’une mathématicienne égyptienne du 3e siècle, a été découverte il y a quelques années. En 2013, les chercheurs ont annoncé qu’elle ne provenait pas de la terre et en 2015, d’autres équipes utilisant des analyses des gaz nobles et…

Un survol de la magnifique nébuleuse d’Orion en 3 dimensions (Vidéo)

Nous n’aurons certainement pas la chance de traverser une nébuleuse dans cette vie. Mais à partir des données des télescopes Hubble et Spitzer, nous avons maintenant une idée de ce que peut être la traversée de l’une des plus célèbres : la nébuleuse d’Orion (ou encore NGC 1976, Messier 42 (M42), LBN 974 et Sharpless 281).

La plus proche nébuleuse (brillante) est à environ 695 années-lumière et la nébuleuse d’Orion est beaucoup plus éloignée, à environ…

Les anciennes araignées pélican sont encore bien vivantes et aussi diversifiées qu’elles sont étranges

On a cru, à un moment donnée, qu’elle était éteinte, mais cette semaine, des chercheurs ont annoncé la découverte de 18 espèces d’araignées pélican (Archaeidae) vivant à Madagascar et nouvelle pour la science.

Les araignées sont ainsi nommées en anglais (« Pelican spiders ») parce que leur étrange tête et leurs grandes pièces buccales ressemblent à la tête d’un pélican et elles se comportent tout aussi curieusement qu’elles en ont l’air…

Etude de cas : un homme s’est explosé le pharynx en essayant de retenir un éternuement

Quand il s’agit d’éternuer, il semble y avoir une règle d’or : laisser tout sortir (dans un mouchoir, c’est quand même mieux…). Cela a été douloureusement démontré par un homme au Royaume-Uni, dont la tentative d’étouffer son éternuement l’a conduit à passer un séjour à l’hôpital avec une rupture du pharynx…

La taille du système solaire si la Terre avait la taille d’un ballon de basket

À l’aide d’une superposition avec les cartes de Google, le Solar System Maps présente la taille du système solaire si la Terre ou d’autres corps célestes étaient beaucoup plus petits.

L’image d’entête présente le système solaire si la Terre avait la taille d’un ballon de basket, centrée sur Paris. L’orbite de Pluton, le…

Quel modèle d’activité synaptique apparaît dans un cerveau agité par la créativité ?

C’est la question que Roger Beaty, psychologue à l’université d’Harvard, a décidé de poursuivre avec ses collègues en Autriche et en Chine. Ils ont mis au point un moyen plus précis de détecter la “flexibilité” des pensées d’une personne.

Pour tester la créativité des participants, les chercheurs leur ont donné 12 secondes pour trouver une utilisation innovante à un objet qui clignotait sur un écran. Pendant ce temps, un scanner enregistrait leur activité cérébrale et trois chercheurs ont évalué leurs…

Les vagues de l’océan peuvent déplacer des rochers de plus de 600 tonnes… et ça ne va pas s’arranger

Des vagues, dans l’Atlantique Nord, furent assez puissantes pour sortir de la mer le rocher de 620 tonnes présenté dans l’image d’entête et de le poser sur la terre ferme. (la marque blanche à son sommet indique la surface sur laquelle il reposait précédemment)

Les vagues océaniques quotidiennes sont beaucoup plus puissantes que nous ne l’avions jamais imaginé : c’est la conclusion d’une…

Une carte globale présentant le temps que l’on mettrait à atteindre la première ville

Le Guru a publié une brève, il n’y pas si longtemps, contenant deux cartes pour comparer le temps que l’on mettait à atteindre sa destination dans le monde en 1914 et en 2016. Et bien en voici une autre, issue d’une étude publiée hier et précisant le temps que l’on met à atteindre la première ville à partir de n’importe quel endroit dans le monde…

Barbe Noire et ses pirates aimaient lire des romans d’aventures

Il s’avère que les pirates du XVIIIe siècle aimaient se poser avec un bon livre, et de quoi parlaient ces livres ? De voyage sur les mers, autour du monde, forcément.

En 1718, le Queen Anne’s Revenge, le vaisseau amiral de l’infâme pirate Barbe Noire, s’est échoué au large de la Caroline du Nord. L’épave a été découverte en 1996 et, l’année dernière, des conservateurs ont découvert une masse de pièces textiles humides dans…

La nature translucide des anneaux de Saturne révélée dans cette image de la sonde Cassini

Les anneaux de Saturne révèlent leur nature translucide dans cet instantané de feu la sonde spatiale Cassini de la NASA.

Alors que, tel un disque vinyle cosmique, les majestueux anneaux entourant Saturne semblent solides et opaques dans certaines photographies, c’est en fait plus une sorte de “voile translucide de glace et de roche”. Cette image de Cassini, obtenue le 12 février 2016, révèle cela, car la lumière réfléchie par…

Pin It on Pinterest

Share This