![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/antimateria300425.jpg\")
\nUn vaisseau spatial de la NASA a d\u00e9tect\u00e9 une explosion d’antimati\u00e8re provoqu\u00e9e par un orage dans l’atmosph\u00e8re terrestre. NASA<\/em><\/p>\n
Les humains ont cr\u00e9\u00e9 des particules d\u2019antimati\u00e8re en utilisant des collisions ultra-rapides dans d\u2019\u00e9normes acc\u00e9l\u00e9rateurs de particules tels que le Grand collisionneur de hadrons, situ\u00e9 \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur de Gen\u00e8ve et g\u00e9r\u00e9 par le CERN (Organisation europ\u00e9enne pour la recherche nucl\u00e9aire). Plusieurs exp\u00e9riences au CERN cr\u00e9ent de l’antihydrog\u00e8ne, le jumeau antimati\u00e8re de l’\u00e9l\u00e9ment hydrog\u00e8ne. L\u2019\u00e9l\u00e9ment d\u2019antimati\u00e8re le plus complexe obtenu \u00e0 ce jour est l\u2019antih\u00e9lium, un analogue de l\u2019h\u00e9lium.<\/p>\n
Il existe \u00e9galement des antiparticules naturelles produites sporadiquement dans tout l\u2019Univers. Mais lorsque la mati\u00e8re et l’antimati\u00e8re se rencontrent, elles s’annihilent mutuellement et produisent de l’\u00e9nergie, ce qui signifie que dans un cosmos domin\u00e9 par la mati\u00e8re comme le n\u00f4tre, l’antimati\u00e8re ne reste pas longtemps.<\/p>\n\n
L\u2019antimati\u00e8re est \u00e9galement au centre du myst\u00e8re de l\u2019existence m\u00eame de l\u2019univers. Dans les premiers instants apr\u00e8s le Big Bang, seule l\u2019\u00e9nergie existait. \u00c0 mesure que l\u2019univers se refroidissait et s\u2019\u00e9tendait, des particules de mati\u00e8re et d\u2019antimati\u00e8re se formaient. Les scientifiques ont mesur\u00e9 les propri\u00e9t\u00e9s des particules et des antiparticules avec une pr\u00e9cision extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e et ont d\u00e9couvert que les deux se comportent de la m\u00eame mani\u00e8re. Donc, si l\u2019antimati\u00e8re et la mati\u00e8re ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9es en quantit\u00e9s \u00e9gales et se comportent de la m\u00eame mani\u00e8re, toute la mati\u00e8re et l\u2019antimati\u00e8re cr\u00e9\u00e9es au d\u00e9but des temps auraient d\u00fb s\u2019annihiler au contact, ne laissant rien derri\u00e8re elles.<\/p>\n
La mati\u00e8re a commenc\u00e9 \u00e0 pr\u00e9valoir sur l’antimati\u00e8re<\/strong><\/span><\/p>\n Une th\u00e9orie sugg\u00e8re qu’au d\u00e9but de l’univers, plus de mati\u00e8re a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9e que d’antimati\u00e8re, de sorte que m\u00eame apr\u00e8s une annihilation mutuelle, il restait suffisamment de mati\u00e8re pour former des \u00e9toiles, des galaxies et finalement tout ce qui se trouve sur Terre. La diff\u00e9rence serait tr\u00e8s minime. Moins d\u2019une particule ordinaire sur un milliard survivrait au chaos et formerait toute la mati\u00e8re qui nous entoure aujourd\u2019hui.<\/p>\n Si le neutrino \u2013 une minuscule particule fantomatique qui interagit \u00e0 peine avec d\u2019autres mati\u00e8res \u2013 est en r\u00e9alit\u00e9 sa propre antiparticule, cela pourrait \u00eatre la cl\u00e9 pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me. Dans cette th\u00e9orie, au d\u00e9but des temps, une petite fraction de neutrinos aurait pu passer de l\u2019antimati\u00e8re \u00e0 la mati\u00e8re, cr\u00e9ant potentiellement un petit d\u00e9s\u00e9quilibre de mati\u00e8re au d\u00e9but de l\u2019univers. Des exp\u00e9riences ont tent\u00e9 de d\u00e9terminer si le neutrino \u00e9tait sa propre antiparticule, mais jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, elles n\u2019ont pas \u00e9t\u00e9 concluantes.<\/p>\n Le physicien britannique Paul Dirac a pr\u00e9dit l’antimati\u00e8re en 1928 alors qu’il tentait de combiner la m\u00e9canique quantique, qui d\u00e9crit les particules subatomiques, et la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 d’Einstein.<\/strong><\/span> Dirac cherchait une solution \u00e0 l’\u00e9quation d\u00e9crivant le mouvement d’un \u00e9lectron se d\u00e9pla\u00e7ant \u00e0 une vitesse proche de la vitesse de la lumi\u00e8re. \u00abTout comme l’\u00e9quation x^2 = 4 peut avoir deux solutions possibles (x = 2 ou x = moins \u22122), l’\u00e9quation de Dirac peut avoir deux solutions: une pour un \u00e9lectron d’\u00e9nergie positive et une pour un \u00e9lectron d’\u00e9nergie n\u00e9gative\u00bb, selon le CERN.<\/p>\n Au d\u00e9but, Dirac h\u00e9sitait \u00e0 partager ses d\u00e9couvertes. Mais il les a finalement accept\u00e9s et a d\u00e9clar\u00e9 que chaque particule de l’univers devait avoir une particule miroir qui se comportait de la m\u00eame mani\u00e8re mais avait la charge oppos\u00e9e.<\/p>\n Les positons ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts quelques ann\u00e9es plus tard par le physicien Carl Anderson de l’Institut de technologie de Californie, qui \u00e9tudiait les rayons cosmiques de haute \u00e9nergie qui viennent de l’espace et frappent l’atmosph\u00e8re terrestre, cr\u00e9ant un flux d’autres particules. Dans son d\u00e9tecteur, Anderson a observ\u00e9 une trace de quelque chose ayant la m\u00eame masse qu’un \u00e9lectron, mais avec une charge positive. Le r\u00e9dacteur en chef de la revue Physical Review a sugg\u00e9r\u00e9 d’appeler la particule un positon, selon l’American Institute of Physics.<\/p>\n Pour leurs travaux sur cette d\u00e9couverte, Dirac et Anderson ont re\u00e7u le prix Nobel de physique : Dirac en 1933 et Anderson en 1936.<\/p>\n Le physicien th\u00e9oricien britannique Paul Dirac fut l\u2019une des figures les plus importantes des d\u00e9buts de la physique quantique. Il partagea le prix Nobel de physique avec Erwin Schr\u00f6dinger en 1933. Mais c’est en 1927 que cet esprit discret mais brillant commen\u00e7a sa qu\u00eate des \u00abbelles math\u00e9matiques\u00bb et formula ce qui devint l’une de ses plus grandes r\u00e9alisations: l’\u00e9quation de Dirac.<\/p>\n Dans cet extrait du chapitre sur l’antimati\u00e8re de son livre The One Thing You Need to Know, l’auteur Marcus Chown explique comment les m\u00e9thodes et les mani\u00e8res inhabituelles de Dirac nous ont aid\u00e9s \u00e0 comprendre la physique fondamentale qui fa\u00e7onne le monde qui nous entoure.<\/p>\n La nature a d\u00e9cid\u00e9 de doubler le nombre de ses \u00e9l\u00e9ments constitutifs de base. Pour chaque particule subatomique, il existe, de mani\u00e8re remarquable, une \u00abantiparticule\u00bb dot\u00e9e de propri\u00e9t\u00e9s oppos\u00e9es, comme la charge \u00e9lectrique. Jusqu\u2019en 1927, personne n\u2019avait le moindre soup\u00e7on qu\u2019un tel monde \u00abd\u2019antimati\u00e8re\u00bb existait. Mais cette ann\u00e9e-l\u00e0, le physicien britannique Paul Dirac a \u00e9crit une \u00e9quation d\u00e9crivant un \u00e9lectron se d\u00e9pla\u00e7ant \u00e0 une vitesse proche de celle de la lumi\u00e8re et a remarqu\u00e9 qu’elle contenait quelque chose d’\u00e9trange.<\/p>\n\n Dirac fut l’un des pionniers de la th\u00e9orie quantique, une description r\u00e9volutionnaire du monde submicroscopique des atomes et de leurs composants, \u00e9crit Marcus Chown dans son livre The Only Thing You Need to Know. Cette th\u00e9orie a concili\u00e9 deux caract\u00e9ristiques apparemment contradictoires du monde r\u00e9v\u00e9l\u00e9es par des exp\u00e9riences men\u00e9es au cours du premier quart du XXe si\u00e8cle: la capacit\u00e9 des atomes et de leurs semblables \u00e0 se comporter comme des particules localis\u00e9es et comme des ondes se propageant. En 1926, le physicien autrichien Erwin Schr\u00f6dinger a formul\u00e9 cela dans l’\u00e9quation de Schr\u00f6dinger, qui d\u00e9crit les ondes de probabilit\u00e9 quantique se propageant dans l’espace.<\/p>\n Le probl\u00e8me avec l\u2019\u00e9quation de Schr\u00f6dinger est qu\u2019elle n\u2019int\u00e8gre pas l\u2019autre r\u00e9volution de la physique du XXe si\u00e8cle. Dans sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte de 1905, Einstein a montr\u00e9 que des choses \u00e9tranges se produisent dans l\u2019espace et le temps lorsqu\u2019un corps dot\u00e9 d\u2019une masse approche la vitesse de la lumi\u00e8re. Bien que l’\u00e9quation de Schr\u00f6dinger fonctionne bien pour d\u00e9crire un \u00e9lectron dans un petit atome, o\u00f9 la force \u00e9lectrique de quelques protons dans le noyau le fait orbiter \u00e0 une vitesse beaucoup plus lente que la vitesse de la lumi\u00e8re, dans les atomes plus lourds, o\u00f9 le noyau a de nombreux protons et l’\u00e9lectron orbite \u00e0 une vitesse proche de la limite de vitesse d’\u00e9chappement, l’\u00e9quation s’effondre. Ce qu\u2019il fallait, c\u2019\u00e9tait une \u00e9quation compatible avec la relativit\u00e9 restreinte \u2013 relativiste \u2013 et c\u2019est exactement ce que Dirac s\u2019est efforc\u00e9 de trouver.<\/p>\n Dirac \u00e9tait un homme \u00e9trange qui, aujourd\u2019hui, serait probablement diagnostiqu\u00e9 comme \u00e9tant autiste. Grand, d\u00e9gingand\u00e9 et ressemblant \u00e0 une canne, il avait l’habitude de travailler dur toute la semaine et, le dimanche, de faire de longues promenades dans la campagne autour de Cambridge, o\u00f9 il grimpait aux grands arbres, v\u00eatu de son costume et de sa cravate. Litt\u00e9ralement stupide, il \u00e9tait le Monsieur Spock de la physique. Lorsqu’au cours d’un de ses cours, un \u00e9tudiant leva la main et dit: \u00abProfesseur Dirac, je ne comprends pas l’\u00e9quation au tableau\u00bb, il r\u00e9pondit: \u00abC’est un commentaire, pas une question\u00bb, et continua son cours.<\/p>\n L\u2019approche de Dirac envers la physique n\u2019\u00e9tait pas moins \u00e9trange que son caract\u00e8re. Alors que d\u2019autres physiciens cherchaient des analogues quotidiens des ph\u00e9nom\u00e8nes qu\u2019ils voulaient d\u00e9crire et essayaient ensuite de les encapsuler dans une \u00e9quation math\u00e9matique, Dirac a eu le courage de simplement s\u2019asseoir avec un stylo et du papier et de deviner la forme de l\u2019\u00e9quation. \u00abJ’aime jouer avec les \u00e9quations, simplement \u00e0 la recherche de belles relations math\u00e9matiques qui n’ont peut-\u00eatre aucune signification physique\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Dirac. \u00abParfois, c’est le cas.\u00bb<\/p>\n C\u2019est dans sa qu\u00eate de \u00abbelles math\u00e9matiques\u00bb dans ses chambres spartiates du St. John\u2019s College, \u00e0 la fin du mois de novembre 1927, que Dirac a litt\u00e9ralement sorti de nulle part ce qui allait devenir l\u2019\u00e9quation de Dirac. Aujourd’hui, c’est l’une des deux \u00e9quations inscrites sur le carrelage du sol de l’abbaye de Westminster \u00e0 Londres. Une autre est l\u2019\u00e9quation de Stephen Hawking pour la temp\u00e9rature d\u2019un trou noir. \u00abDe toutes les \u00e9quations de la physique, la plus magique est peut-\u00eatre l\u2019\u00e9quation de Dirac\u00bb, d\u00e9clare le physicien am\u00e9ricain Frank Wilczek (dans It Must Be Beautiful: Great Equations Of Modern Science de Graham Farmell (Granta, 2003)). \u00abC’est la m\u00e9thode la plus librement invent\u00e9e, la moins conditionn\u00e9e par l’exp\u00e9rience et celle qui a les cons\u00e9quences les plus \u00e9tranges et les plus \u00e9tonnantes.\u00bb<\/p>\n Dirac a d\u00e9couvert qu’il \u00e9tait impossible de d\u00e9crire les propri\u00e9t\u00e9s d’un \u00e9lectron relativiste, comme son \u00e9nergie, avec un simple nombre. Il a donc d\u00fb utiliser un tableau de nombres deux par deux appel\u00e9 matrice. Cette \u00abdualit\u00e9\u00bb expliquait la myst\u00e9rieuse caract\u00e9ristique de l\u2019\u00e9lectron. Les exp\u00e9riences ont montr\u00e9 que la particule se comportait comme si elle tournait dans l\u2019un des deux sens suivants: dans le sens des aiguilles d\u2019une montre ou dans le sens inverse. Cependant, si l\u2019\u00e9lectron tournait effectivement, son comportement ne pourrait \u00eatre compris que s\u2019il tournait plus vite que la lumi\u00e8re, ce qu\u2019Einstein croyait impossible. Les physiciens ont \u00e9t\u00e9 oblig\u00e9s de conclure que le \u00abspin\u00bb de l\u2019\u00e9lectron \u00e9tait quelque chose d\u2019enti\u00e8rement nouveau. C\u2019\u00e9tait une propri\u00e9t\u00e9 quantique intrins\u00e8que qui n\u2019avait pas d\u2019analogue dans le monde quotidien. Et c’\u00e9tait l\u00e0, vit Dirac, sautant simplement sans y \u00eatre invit\u00e9 de la formule qu’il avait \u00e9crite. \u00abMon \u00e9quation a donn\u00e9 exactement les propri\u00e9t\u00e9s n\u00e9cessaires \u00e0 l’\u00e9lectron\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Dirac. \u00abC\u2019\u00e9tait un bonus vraiment inattendu pour moi, totalement inattendu.\u00bb Selon le physicien am\u00e9ricain John Hasbrouck Van Vleck, l\u2019explication du spin \u00e9lectronique de Dirac peut \u00eatre compar\u00e9e \u00e0 \u00abun magicien extrayant des lapins d\u2019un chapeau de soie\u00bb.<\/p>\n La rotation \u00e9tait \u00e9trange. Mais un autre aspect qui ressort de l\u2019\u00e9quation de Dirac est encore plus \u00e9trange. Lorsque Dirac \u00e9crivit son \u00e9quation, il remarqua que son m\u00e9canisme \u00e9tait \u00e9trangement dupliqu\u00e9. Il semblait d\u00e9crire non seulement un \u00e9lectron charg\u00e9 n\u00e9gativement, mais aussi une particule ayant la m\u00eame masse que l’\u00e9lectron mais avec une charge positive. \u00c0 cette \u00e9poque, seules trois particules subatomiques \u00e9taient connues: le proton dans le noyau d’un atome; un \u00e9lectron qui tourne autour du noyau; et un photon, une particule de lumi\u00e8re. Il ne semblait pas y avoir besoin d\u2019un autre. M\u00eame les grands physiciens de l\u2019\u00e9poque, comme Werner Heisenberg et Wolfgang Pauli, pensaient que l\u2019\u00e9quation de Dirac devait \u00eatre fausse. Cependant, Dirac avait raison et eux avaient tort, comme l’a montr\u00e9 plus tard une exp\u00e9rience \u00e0 8 000 kilom\u00e8tres de Cambridge.<\/p>\n En 1932, Carl Anderson, un physicien am\u00e9ricain du California Institute of Technology de Pasadena, essayait de comprendre les rayons cosmiques, des particules de tr\u00e8s haute \u00e9nergie provenant de l’espace. Il s\u2019attendait \u00e0 ce qu\u2019ils s\u2019\u00e9crasent sur des atomes dans l\u2019atmosph\u00e8re, \u00e9jectant leurs \u00e9lectrons. S\u2019il pouvait simplement mesurer l\u2019\u00e9nergie de ces \u00e9lectrons \u00e9ject\u00e9s, raisonna-t-il, il aurait le contr\u00f4le sur l\u2019\u00e9nergie des rayons cosmiques. \u00c0 cette fin, il a utilis\u00e9 un champ magn\u00e9tique extr\u00eamement puissant pour d\u00e9vier les \u00e9lectrons, concluant que s’ils avaient une \u00e9nergie \u00e9lev\u00e9e et se d\u00e9pla\u00e7aient donc rapidement, ils passeraient peu de temps \u00e0 proximit\u00e9 de son champ magn\u00e9tique et seraient d\u00e9vi\u00e9s moins brusquement que s’ils avaient une faible \u00e9nergie et y passaient plus de temps.<\/p>\n Anderson a rendu ses \u00e9lectrons visibles en utilisant une \u00abchambre Wilson\u00bb. \u00c0 l\u2019int\u00e9rieur de l\u2019appareil, de minuscules tra\u00een\u00e9es de gouttelettes d\u2019eau se formaient le long des traces d\u2019\u00e9lectrons, et il pouvait photographier ces tra\u00een\u00e9es. Le 2 ao\u00fbt 1932, Anderson d\u00e9veloppa une plaque photographique et fut \u00e9tonn\u00e9 de voir une particule de la masse d’un \u00e9lectron qui \u00e9tait d\u00e9vi\u00e9e de l’\u00e9lectron par un champ magn\u00e9tique. Il ne savait rien de la pr\u00e9diction de Dirac. Il tomba cependant sur l’\u00e9lectron charg\u00e9 positivement de Dirac, une particule qu’il baptisa imm\u00e9diatement \u00abpositron\u00bb.<\/p>\n Parce que la combinaison de la mati\u00e8re et de l\u2019antimati\u00e8re produit de l\u2019\u00e9nergie, les ing\u00e9nieurs ont sugg\u00e9r\u00e9 que les vaisseaux spatiaux aliment\u00e9s par l\u2019antimati\u00e8re pourraient \u00eatre un moyen efficace d\u2019explorer l\u2019univers.<\/strong><\/span><\/p>\n La NASA \u00e9tudie la possibilit\u00e9 d\u2019utiliser des v\u00e9hicules \u00e0 antimati\u00e8re pour voyager vers Mars, mais l\u2019id\u00e9e pr\u00e9sente certains inconv\u00e9nients. Tout d\u2019abord, c\u2019est tr\u00e8s cher.<\/p>\n \u00abUne estimation approximative du co\u00fbt de production des 10 milligrammes de positons n\u00e9cessaires \u00e0 une mission humaine vers Mars est d’environ 250 millions de dollars en utilisant une technologie actuellement en cours de d\u00e9veloppement\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Gerald Smith de Positronics Research LLC \u00e0 Santa Fe, au Nouveau-Mexique, dans un article de 2006 pour la NASA. Le co\u00fbt peut para\u00eetre \u00e9lev\u00e9, mais envoyer quoi que ce soit en orbite co\u00fbte toujours environ 10 000 dollars par livre, donc lancer un gros vaisseau spatial avec son \u00e9quipage humain serait \u00e9galement co\u00fbteux.<\/p>\n Plus r\u00e9cemment, des chercheurs de la NASA ont envisag\u00e9 d\u2019utiliser l\u2019\u00e9nergie g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par les collisions mati\u00e8re-antimati\u00e8re pour envoyer une sonde vers le syst\u00e8me stellaire voisin Alpha Centauri. L’\u00e9nergie des collisions permettrait au vaisseau d’acc\u00e9l\u00e9rer jusqu’\u00e0 10% de la vitesse de la lumi\u00e8re, puis de ralentir suffisamment pour explorer Alpha du Centaure, peut-\u00eatre pendant des d\u00e9cennies.<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" L’antimati\u00e8re est identique \u00e0 la mati\u00e8re ordinaire, sauf qu’elle poss\u00e8de une charge \u00e9lectrique oppos\u00e9e. Par exemple, un \u00e9lectron, qui a une charge n\u00e9gative, a un partenaire d\u2019antimati\u00e8re appel\u00e9 positon. 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