Comment créer de l'antimatière

Partie 2 : Comment créer de l’antimatière

La création  

Pour créer de l’antimatière deux phénomènes physiques sont possibles

• La radioactivité ß

On rappelle que la radioactivité est un processus dans lequel un noyau atomique peut se transformer en un autre en émettant des particules ou des rayonnements électromagnétiques. Même si il existe quatre types de radioactivité seulement deux nous intéressent pour créer de l’antimatière la radioactivité ß- et la radioactivité ß+. Si la particule émise est un électron (ainsi qu’un antineutrino) alors on parle de radioactivité ß- et au contraire si c’est un positron (ainsi qu’un neutrino) qui est émis  on parle de radioactivité ß+. A noté que Les neutrinos ou antineutrinos sont des particules de masses pratiquement nulles.

• La transformation de l’énergie en masse

Lors de l’annihilation de la matière et de l’antimatière on a découvert grâce à l’équation E = MC² d’Einstein qu’une masse n’est en réalité que de l’énergie concentrée et qu’on peut par déduction passer d’un état à l’autre. Pour cela il suffit de rajouter un paramètre, la densité d’énergie. Lorsqu'une importante quantité d'énergie est stockée dans un espace suffisamment réduit, comme au cours des collisions de particules de haute énergie au CERN, des paires de particules-antiparticules sont produites spontanément. Mais pour cela il faut remplir une certaine condition. Il faut que l'énergie mise en jeu lors de ce choc soit supérieure à l'énergie de masse des particules/antiparticules créées. Il faut donc beaucoup moins d'énergie pour créer une paire électron-positron qu'une paire proton-antiproton, la première ayant une masse environ 2000 fois plus faible que la seconde. Mais En pratique, ce sont uniquement les phénomènes extrêmement violents qui permettent une telle création d'antimatière.

• Le CERN  

L’accélérateur de particules est le moyen utilisé par le CERN pour la création d’antimatière, il permet, comme son nom l’indique, d’accélérer des particules, au moyen de champ électrique, simulée par de puissants aimants situés tout autour des tubes les particules accélèrent jusqu'à atteindre la vitesse de la lumière : la chaine d’accélérateur du CERN faisant 27km de long, en une seule seconde, une particule fait donc onze mille fois le tour. Mais les antiparticules crée à partir de ce complexe d’accélérateur sont trop énergétiques pour être analyser ou utilisables dans la fabrication d’antiatomes.

[pic 1]

[pic 2]

C’est grâce au décélérateur d’antiprotons qui canalise et transforme en faisceaux de basse énergie les particules qu’elles peuvent être étudies.

Le décélérateur d’antiprotons est un anneau formé d’aimants de courbure et de focalisation qui maintiennent les antiprotons sur la même trajectoire tandis que des champs électriques puissants les ralentissent. La dispersion des énergies des antiprotons et les déviations de leurs trajectoires sont réduites grâce à la technique du refroidissement. Les antiprotons subissent plusieurs phase de refroidissement et de décélération jusqu’à être ralentis à environ un dixième de la vitesse de la lumière. Les antiprotons sont ensuite éjectés vers les expériences sur l’antimatière.

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