… www.forum-le-nautile.com …

bxa22vnklusn.forum-le-nautile.com. gv-no2wa4iqyhtseg.dv.googlehosted.com Le.Nautile - Partage des Savoirs :: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ...
Le.Nautile - Partage des Savoirs Index du Forum Le.Nautile - Partage des Savoirs
De l'Homme à l'animal
 
 FAQFAQ   RechercherRechercher   MembresMembres   GroupesGroupes   S’enregistrerS’enregistrer 
 ProfilProfil   Se connecter pour vérifier ses messages privésSe connecter pour vérifier ses messages privés   ConnexionConnexion 

Certification du label Qualité : forum-le-nautile.com certifié de qualité par DNSLookUp Traduction des 58ères langues officielles en sélectionnant la langue de votre choix.
Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ...

 
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet    Le.Nautile - Partage des Savoirs Index du Forum -> PONT SUPÉRIEUR BABORD -> Électromagnétisme
Sujet précédent :: Sujet suivant  
Auteur Message
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 15 Sep - 00:27 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

PublicitéSupprimer les publicités ?
Source : http://home.web.cern.ch/fr/about/physics/search-antimatter

K 2 Présente

Le Big Bang devrait avoir créé matière et antimatière en quantités égales dans l’Univers. Alors pourquoi percevons-nous plus d'antimatière ?
L’asymétrie entre matière et antimatière
Le Big Bang devrait avoir créé matière et antimatière en quantités égales dans l’Univers primordial. Pourtant, aujourd’hui, tout ce que nous percevons, depuis la plus petite forme de vie sur la Terre jusqu’aux astres les plus massifs, est constitué presque intégralement de matière. Comparativement, il n’y a pas beaucoup d’antimatière à observer. Quelque chose a dû faire pencher la balance. L’un des plus grands défis de la physique est de déterminer ce qui est arrivé à l’antimatière, ou, en d’autres termes, pourquoi il existe une asymétrie entre matière et antimatière.
Les particules d’antimatière ont la même masse que leurs homologues de matière, mais portent une charge opposée. Ainsi, le positon, chargé positivement, est l’antiparticule de l’électron, chargé négativement. Les particules de matière et d'antimatière sont toujours produites sous forme de paire, et, lorsqu'elles entrent en contact, elles s'annihilent mutuellement, ne laissant derrière elles que de l’énergie pure. Pendant les premières fractions de seconde après le Big Bang, l’Univers dense et chaud était en effervescence : des paires particule-antiparticule ne cessaient d'apparaître et de disparaître.
Si la matière et l’antimatière ont été créées et détruites ensemble, il semble que l'Univers ne devrait contenir rien d'autre que de l'énergie résiduelle. Néanmoins, une minuscule partie de la matière - environ une particule sur un milliard – a réussi à survivre. C’est cette matière que nous observons aujourd’hui. Au cours des dernières décennies, les physiciens ont appris, grâce aux expériences de physique des particules, que les lois de la nature ne s’appliquent pas également à la matière et à l’antimatière. Ils aimeraient bien savoir pourquoi.
Les chercheurs ont observé que des particules se transforment spontanément en leur antiparticule (on dit qu’elles oscillent) plusieurs millions de fois par seconde avant de se désintégrer. Un élément inconnu intervenant dans ce processus dans l’Univers primordial pourrait avoir fait que ces particules en oscillation se soient désintégrées plus souvent sous forme de matière que sous forme d'antimatière.
Faisons tourner comme une toupie une pièce de monnaie sur une table. La pièce a la possibilité de retomber côté face ou côté pile, mais on ne peut déterminer la face qui sera apparente à la fin jusqu'à ce qu’elle soit effectivement retombée. La probabilité que la pièce retombe côté pile, ou côté face, est de 50 %. Donc, si l’on fait tourner suffisamment de pièces exactement de la même façon, la moitié retomberont côté pile et la moitié côté face. De la même façon, la moitié des particules en oscillation dans l’Univers primordial devraient s’être désintégrées sous forme de matière, et l'autre moitié sous forme d'antimatière.
Mais imaginons que l’on fasse rouler sur la table une bille spéciale capable de faire retomber toutes les pièces côté face ; le système sera alors perturbé. Il y aura plus de côtés face que de côtés pile. De la même façon, les physiciens pensent qu'un mécanisme inconnu a interféré avec les particules en oscillation de façon à amener une légère majorité d’entre elles à se désintégrer sous forme de matière.
Pour trouver des indications sur ce que pourrait avoir été ce processus, les physiciens vont étudier les subtiles différences de comportement entre les particules de matière et d’antimatière créées dans les collisions proton-proton de haute énergie au LHC. Cette étude leur permettra de mieux comprendre pourquoi notre Univers est rempli de matière.
_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Dernière édition par K 2 le Mer 18 Sep - 00:51 (2013); édité 2 fois
Revenir en haut
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 15 Sep - 00:30 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : http://cool-antihydrogen.web.cern.ch/cool-antihydrogen/Story/Story-fr.html

K 2 Présente

L'antimatière 
Une machine unique – le Décélérateur d'antiprotons (AD) – a ouvert une nouvelle phase dans la longue histoire des découvertes scientifiques capitales effectuées au CERN avec des faisceaux d'antiparticules, les plus petits constituants de l'antimatière. Les expériences de physique avec la machine AD entreprendront la première étude de précision du comportement des atomes d'antimatière. 
 
En 1927, un physicien britannique appelé Paul Dirac écrivit une nouvelle équation pour l'électron qui le conduisit à prédire que l'électron avait comme contrepartie une particule appelée "antiélectron". Celle-ci ne tarda pas à être découverte et fut rebaptisée "positon". La confirmation que l'électron possédait une antiparticule conduisit Dirac à aller plus loin et à prédire que chacune des particules fondamentales constituant la matière pouvait avoir également une antiparticule. De la même manière que les particules ordinaires se combinent pour former des atomes, de même, selon lui, ces antiparticules pouvaient se combiner pour former des atomes d'antimatière. 
Les antiparticules, à l'origine une curiosité intellectuelle, sont devenues un instrument majeur de la recherche moderne, la "fabrique" d'antimatière du CERN, un instrument unique en son genre, le Décélérateur d'antiprotons (ou AD, qui est son sigle anglais), fournit des antiprotons aux expériences. 
Les antiprotons sont la contrepartie dans l'antimatière des protons qui sont présents dans les noyaux atomiques ordinaires. Deux des expériences avec la machine AD utilisent ces antiprotons pour synthétiser des atomes d'antihydrogène et étudier, pour la première fois, le comportement de cet atome, le plus simple des atomes d'antimatière. Ces expériences, grâce à une comparaison de leurs mesures de l'antihydrogène avec celles de l'hydrogène ordinaire, permettront de rechercher des différences systématiques entre le comportement de la matière et celui de l'antimatière. 
Le Big Bang a sans doute créé un Univers contenant des quantités égales de matière et d'antimatière. Or l'Univers actuel ne contient apparemment que de la matière. Où est passée l'antimatière du Big Bang? Toute disparité entre le comportement de l'hydrogène et celui de l'antihydrogène pourrait apporter de nouvelles lumières sur le sort de cette antimatière primordiale. 
 
Qu'est-ce que l'antimatière? 
Comme le signe positif et le signe négatif, ou le débit et le crédit, la matière et l'antimatière sont égales et opposées. Elles se détruisent mutuellement pour disparaître dans une bouffée d'énergie. Inversement, une explosion d'énergie, comme le Big Bang qui a marqué le début de l'Univers, crée de la matière et de l'antimatière en quantités égales. L'antimatière est un élément essentiel de tout scénario de création de l'Univers. La découverte que l'antimatière doit nécessairement exister a été l'une des grandes avancées intellectuelles du XXe siècle.  
 
L'antimatière: mythe et réalité  
Nous avons vu que les antiparticules étaient un outil essentiel de la physique du XXe siècle. Mais l'antimatière est fréquemment citée comme le nec plus ultra de la science fiction. Elle serait un combustible idéal: quelques grammes d'antimatière pourraient assurer les besoins en énergie d'une fusée spatiale, ou de toute une ville pendant une courte période. Mais il n'existe pas de mine d'antimatière où il suffirait de creuser. Toute antimatière doit d'abord être fabriquée. Le combustible obtenu ne pourrait pas fournir plus d'énergie que ce qui était nécessaire à sa fabrication. En outre, la synthèse de l'antimatière est en soi une opération très inefficace, et de surcroît très difficile. En effet, le nombre maximum d'antiprotons qui ait jamais été produits au CERN sur une période d'un an ne fournirait de l'électricité que dans une quantité suffisante pour éclairer un ampoule pendant quelques secondes! 
Outre leur rôle dans la recherche scientifique, les positons sont employés en radiographie pour la tomographie par émission de positons (TEP). Si l'on injecte un traceur émetteur de positons dans le corps d'un patient ou dans une pièce d'une machine, les positons ne tardent pas à s'annihiler sur les atomes voisins. Ils émettent alors un rayonnement caractéristique qui permet de localiser rapidement le lieu des annihilations. Ces radiographies par TEP ont l’avantage de mettre rapidement en évidence les structures internes au moyen de faibles doses de positons. Elles sont largement employées pour l'exploration du cerveau, aussi bien pour le diagnostic médical que pour obtenir des informations sur le fonctionnement de cet organe. 
 
Miroirs et transformations 
Lorsque nous regardons un miroir ordinaire, nous constatons que notre main gauche est apparemment devenue notre main droite, et inversement. Mais à part cette inversion gauche-droite, l'image miroir se comporte apparemment d'une manière qui est prédictible. Un miroir de toilette ordinaire est un exemple simple de ce qu'on appelle en mathématiques une transformation. Les progrès dans la connaissance de la physique de l'Univers s'opèrent en écrivant des équations qui sont valables pour des transformations toujours plus étendues. 
Le début du XXe siècle en a donné un exemple avec la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, qui s'attachait à expliquer pour quelle mystérieuse raison le lumière se déplace apparemment toujours à la même vitesse. La lumière émise par une étoile traversant le ciel à plusieurs milliers de kilomètres par seconde paraît avoir la même vitesse que celle émise par une source fixe sur Terre. Pourquoi la vitesse de la lumière n'est-elle pas accélérée par celle de sa source? 
Einstein expliquait que les images d'objets se déplaçant très rapidement se déforment, et qu'il convenait d'en tenir compte chaque fois que la physique décrit des objets se déplaçant à très grande vitesse. Des objets tels qu'une règle paraissent se rétrécir et les intervalles de temps s'allonger.  
 
Particules élémentaires 
Les atomes (du mot grec signifiant "indivisible") étaient supposés être les plus petits constituants de la matière. Mais la recherche expérimentale à la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle a montré que les atomes n'étaient pas indivisibles. Les atomes sont comme des systèmes solaires en miniature, avec des électrons très légers de charge négative en orbite autour d'un noyau lourd et chargé positivement. Ce dernier contient plus de 99,9 pour cent de la masse de l'atome, mais ce sont les électrons, des particules légères, qui expliquent le comportement chimique et électrique des atomes. De nouvelles recherches montrèrent que les noyaux sont composés de protons électriquement chargés et de neutrons électriquement neutres. 
En tentant d'expliquer ce monde lointain dissimulé profondément à l'intérieur de l'atome, les physiciens découvrirent rapidement que l'expérience quotidienne n'était pas un guide fiable. Les particules subatomiques se comportent de manière très inattendue. Les transformations qui sont à l'oeuvre dans les profondeurs de l'atome sont bien particulières. Cette "mécanique quantique" est apparue dans les années 20 en tant que nouvelle branche de la physique, et elle a exigé une pensée novatrice et des idées révolutionnaires.  
L'électron quantique se comporte apparemment comme un interrupteur électrique: il doit nécessairement se trouver dans l'un ou l'autre de deux états. On a expliqué cela par le moment angulaire, ou spin, de l'électron. Le spin de l'électron peut être orienté vers le haut ou vers le bas. Cette dualité exigeait apparemment que l'électron possède deux éléments mathématiques. 
Les vitesses élevées de la relativité einsteinienne ne sont cependant pas réservées aux feux d'artifice cosmiques de l'espace. Un électron se déplace aussi à ces vitesses, et l'équation d'un électron doit tenir compte, en dernier ressort, des effets de la mécanique quantique et de la relativité.  
 
L'équation de Dirac 
Personne n’était jamais parvenu à écrire une équation de l'électron qui obéisse à la fois aux lois de la mécanique quantique et à celles de la relativité restreinte. C'est en 1927 que Paul Dirac écrivit sa nouvelle équation de l'électron. Mais cette équation nécessitait que l'électron eût quatre, et non deux, éléments. De plus, ces éléments supplémentaires correspondaient à une charge électrique, non pas négative, mais positive. Que signifiaient ces éléments supplémentaires? 
Pendant plusieurs années, comme effrayé par ce que son équation lui apprenait, Dirac s'efforça d'expliquer ces éléments supplémentaires par le proton, qui certes est chargé positivement, mais qui est 2000 fois plus lourd que l'électron. Mais la belle symétrie de l'équation de Dirac n'était pas compatible avec ce déséquilibre, et en 1931 Dirac prédit ce que son équation annonçait depuis le début. Les deux éléments supplémentaires de l'électron étaient les états de spin dirigés vers le haut et vers le bas d'une contrepartie en "antimatière" de l'électron, de même masse que ce dernier, mais de charge électrique opposée. Dirac l'appela tout d'abord "antiélectron". 
S'ils se rencontraient, un antiélectron de Dirac et un électron ordinaire devraient s'annihiler mutuellement, en produisant une bouffée de rayonnement. L'antiélectron ayant la même masse m que l'électron, la masse totale qui disparaît dans cette annihilation est 2 m. Selon la relativité d'Einstein, l'énergie serait 2 mc2, c étant la vitesse de la lumière. Inversement, une bouffée de rayonnement, si elle a plus de 2 mc2 d'énergie, peut se matérialiser sous la forme d'un électron et d'un positon. 
 
L'antiparticule apparaît 
Dirac travaillait à Cambridge, près du Laboratoire Cavendish dirigé par Ernest Rutherford, où un grand nombre de découvertes fameuses ont été faites dans le domaine subnucléaire dans les années 20 et 30. Ces deux scientifiques travaillaient dans la même université, mais ils ne communiquaient guère. Rutherford travaillait en étroite collaboration avec ses collègues expérimentateurs. La théorie complexe de Dirac était à l'époque un langage peu familier, et de toute façon Dirac parlait très peu. 
A la même époque, à Pasadena, en Californie, un jeune chercheur appelé Carl Anderson se préparait à étudier les "rayons cosmiques", c'est-à-dire la pluie de particules subatomiques venues de l'espace et qui parviennent jusqu'à la surface de la Terre. Il employait une "chambre de Wilson", un instrument qui permettait de mettre en évidence les traces laissées par des particules subatomiques et qui ressemblent aux traînées de vapeur produites dans le ciel par un avion volant très haut. Les traces dans ces chambres n'étaient pas les particules elles-mêmes, mais elles montraient par où ces dernières étaient passées. L'instrument avait été perfectionné au Laboratoire de Rutherford pour servir à la recherche physique. 
La chambre de Wilson d'Anderson était équipée d'un puissant aimant qui déviait les traces des particules électriquement chargées. Plus les particules étaient lentes, plus les traces étaient incurvées. En examinant les traces dans sa chambre de Wilson, Anderson fut intrigué de voir des traces semblables à celles d'un électron qui allaient dans la mauvaise direction. Il supposa tout d'abord qu'il s'agissait d'exemples rares d'électrons cosmiques qui rebondissaient à la suite de collisions au-dessous de la chambre, mais après une analyse approfondie des traces il parvint à montrer qu'elles venaient du haut. Ne connaissant pas la théorie de Dirac ni sa prédiction de l'existence de l'antimatière, Anderson annonça en 1932 qu'il avait découvert le "positon", un électron porteur d'une charge électrique positive. 
Des bouffées de rayonnement cosmique de haute énergie peuvent se transformer en paires électron-antiélectron. Les antiélectrons de ces paires étaient les positons d'Anderson. D'autres expériences, cette fois à Cambridge, ne tardèrent pas à montrer ces paires de traces caractéristiques, en forme de V, qui partaient en spirale dans des directions opposées. Cette observation de paires particule-antiparticule était une preuve capitale de la validité de la nouvelle théorie de Dirac. Le prix Nobel de physique fut décerné à Dirac en 1933 et, en 1936, Anderson reçut le prix pour sa découverte du positon, nom sous lequel l'antiélectron est aujourd'hui universellement connu. 
 
L'antiproton 
Ayant hésité pendant plusieurs années avant de prédire l'existence de l'antiélectron, Dirac, enhardi par la découverte de l'antiélectron/positon, affirma qu'une semblable dualité de charge électrique devait exister pour l'autre particule subatomique chargée connue à l'époque, le proton. "Il existe une symétrie complète et parfaite entre les charges positive et négative, et si cette symétrie est réellement de nature fondamentale, il doit être possible d'inverser la charge d'un type quelconque de particule," déclara-t-il. 
Le décor était ainsi planté pour l'antiproton. Mais pour produire des paires proton-antiproton il fallait beaucoup plus d'énergie que n'en peuvent fournir la plupart des rayons cosmiques, et on construisit donc une machine spéciale pour fournir cette énergie. Le "Bevatron", alors le plus grand accélérateur de particules du monde, entra en service au Laboratoire Lawrence de Berkeley en 1955. Une équipe dirigée par Owen Chamberlain et Emilio Segrè ne tarda pas à découvrir l'antiproton chargé négativement. Chamberlain et Segrè se partagèrent le prix Nobel en 1959 pour cette découverte. L'antineutron lui aussi fut rapidement mis en évidence au Bevatron. 
 
Collisions d'antiparticules 
Dans un accélérateur de particules comme le Bevatron, un faisceau de particules électriquement chargées est maintenu en orbite au moyen d'un puissant champ magnétique. L'énergie du faisceau est augmentée grâce à un apport de puissance radiofréquence. En 1960, Bruno Touschek, un flamboyant physicien autrichien qui travaillait en Italie, eut une illumination qui allait transformer le visage de cette physique expérimentale. 
Injectez des particules et des antiparticules dans un accélérateur, mais dans des directions différentes, suggéra Touschek. Veillez à maintenir séparés les deux faisceaux circulant dans des directions opposées, puis faites en sorte qu'ils se rencontrent. Alors les particules et les antiparticules s'annihileront. L'énergie libérée dans ces annihilations ne correspondrait pas seulement à la masse des particules, elle comprendrait aussi l'énergie supplémentaire fournie par l'accélérateur. Il s'agissait d'un nouveau scénario pour la transformation de l'énergie et de la matière. 
Plusieurs de ces collisionneurs électron-positon furent mis rapidement en service en Europe, aux Etats-Unis et en Russie. En 1974, l'ensemble de la communauté des physiciens fut secouée par la découverte, par une équipe qui travaillait avec le petit collisionneur SPEAR de 80 m de diamètre de Stanford, d'une nouvelle particule, le J/psi, qui annonçait plusieurs autres générations de particules subatomiques. (Cette particule avait été découverte simultanément à Brookhaven sans utilisation de faisceaux d'antimatière.) La technique des collisions électron-positon permit ensuite de découvrir un grand nombre d’autres particules.  
 
Des antiprotons refroidis  
Puisqu'on pouvait faire entrer en collision des électrons et des positons, pourquoi pas des protons et des antiprotons? Mais ce n'était pas si facile. Les antiprotons sont bien plus difficiles à produire que les positons, et ils sont créés avec des vitesses qui varient beaucoup. On a dit que remplir un accélérateur de particules avec des antiprotons c'était comme tenter d'alimenter un tuyau haute pression au moyen d'une pomme de douche. Pour obtenir que les antiprotons travaillent pour la physique, il fallait trouver un moyen de contrôler ces particules indisciplinées. 
Dans les années 70, Simon van der Meer, un physicien hollandais des accélérateurs qui travaillait au CERN, démontra que des particules chargées pouvaient être contrôlées au moyen d'un système d'asservissement rapide perfectionné appelé "refroidissement stochastique" (lorsqu'on réduit les composantes indésirables de la vitesse du faisceau, celui-ci devient plus homogène; on dit qu'il "se refroidit").  
Quelques années plus tard, le CERN eut recours à cette technique pour construire un ambitieux collisionneur proton-antiproton dans l'anneau de 7 km de son synchrotron SPS. Le projet fut dirigé par Carlo Rubbia, et en 1983 des expériences avec le collisionneur permirent de découvrir les particules W and Z vecteurs de la force faible. Le prix Nobel 1984 fut attribué conjointement à Carlo Rubbia et Simon van der Meer pour ce succès. 
En 1989, le plus grand collisionneur particule-antiparticule au monde, la machine électron-positon LEP de 27 kilomètres du CERN, entra en service. Après une longue carrière scientifique de plus d'une decennie, le LEP était définitivement mise à l'arrêt en 2000. Il sera remplacé par le grand colisionneur d'hadrons (LHC) qui prendra la relève en 2007. 
 
Des antiparticules des basse énergie 
Ces grands collisionneurs particule-antiparticule avaient pour mission d'exploiter l'énergie libérée par les annihilations. Mais il existait d'autres objectifs scientifiques. Comment l'annihilation elle-même se produit-elle? Les antiparticules pourraient-elles être étudiées autrement? 
Parallèlement à son grand collisionneur proton-antiproton de haute énergie, le CERN avait mis en service un petit anneau d'antiprotons de basse énergie de 80 m de circonférence, LEAR, qui était entré en exploitation en 1982 et fournissait des antiprotons de basse énergie aux expériences. 
Comme toute autre particule électriquement chargée, un antiproton placé dans un champ magnétique peut décrire une orbite: c'est le principe du cyclotron. En comparant les fréquences de cette rotation pour un antiproton et pour un proton, on peut comparer directement les masses de la particule et de son antiparticule. 
L'expérience TRAP avec LEAR a été en mesure d'isoler des antiprotons et d'établir que les masses du proton et de l'antiproton sont égales avec une précision croissante, qui était finalement de un dix milliardième seulement. Une mesure avec cette précision étonnante équivaut à déterminer la position d'un objet sur la surface de la Terre à quelques millimètres près! 
Il s'agit de loin – dans la proportion d'un facteur d'un million – de la comparaison la plus poussée qui ait jamais été faite des propriétés du proton et de l'antiproton. Selon les théorèmes fondamentaux de la physique (le théorème CPT), une particule et une antiparticule doivent être exactement égales et opposées, de sorte que leurs quantités scalaires comme la masse sont identiques, mais que les nombre quantiques additifs comme la charge électrique doivent avoir des signes opposés. 
 
Antimatière atomique 
De la même manière qu'un électron de charge négative se maintient respectueusement en orbite autour d'un proton positif pour donner un atome stable d'hydrogène neutre, de même un positon positif et un antiproton négatif devraient pouvoir s'assembler pour former un atome d'antihydrogène. Mais les premières tentatives pour y parvenir ont été mises en échec par les antiparticules qui s'annihilaient rapidement au contact des particules de matière qu'elles rencontraient. 
En 1994, des physiciens de l'une des expériences avec LEAR entreprirent de synthétiser l'antihydrogène en employant tout d'abord les faisceaux d'antiprotons de LEAR pour créer de paires électron-positon. On espérait que certains des positons émergeant dans la direction des antiprotons parents pourraient s'y agglomérer. En 1995, l'expérience découvrit neuf exemples d'atomes synthétiques d'antihydrogène. On avait obtenu de l'antimatière atomique; voir le communiqué de presse
 
La poursuite de la tradition 
Même si LEAR était parvenu à réduire dans la proportion d'un facteur dix les énergies des antiprotons fournis, les particules émergeaient toujours à des énergies équivalant à des températures de plusieurs milliards de degrés. Après avoir mené à bien son programme scientifique, LEAR fut fermé en 1996. Mais avec LEAR de nouvelles méthodes avaient été mises au point pour "surrefroidir" les antiprotons jusqu'à quelques degrés au voisinage du zéro absolu. Cette circonstance, jointe à la fascination exercée par la physique de l'antimatière, conduisit à construire une nouvelle machine du CERN, de dimensions modestes, le Décélérateur d'antiprotons (AD) d'une circonférence de 188m. Il était prévu qu'elle emploierait des équipements de la source d'antiprotons réalisée au CERN dans les années 80 pour les expériences d'antimatière de la première génération. (D'autres équipements du CERN pour les antiprotons ont été cédés gracieusement au laboratoire de physique japonais KEK de Tsukuba.)  
Deux expériences avec la machine AD ("ATHENA" et "ATRAP" – ce dernier issu de l'expérience précédente TRAP avec LEAR) capturent les antiprotons décélérés et les refroidissent encore jusqu'à des températures extrêmement basses, environ dix millions de fois moins que leur température lorsqu'ils quittent le décélérateur. On y parvient en capturant les antiprotons et en les enfermant dans un piège au moyen de champs électriques et magnétiques. Les précieuses antiparticules sont ensuite mises au contact d'un gaz d'électrons dense, qui est "autorefroidi" par l'émission d'un rayonnement synchrotron dans le champ magnétique intense. Les antiprotons peuvent coexister pacifiquement avec les électrons, puisqu'ils ne sont pas la particule ou l'antiparticule de l'autre. Cette technique de refroidissement a été démontrée pour la première fois par l'expérience TRAP avec LEAR (voir ci-dessus).  
ATHENA et ATRAP se proposent d'étudier l'antiatome le plus simple, celui de l'antihydrogène. La synthèse de l'antimatière atomique dans LEAR était un grand succès, mais on n'avait pas fait de mesures: l'antihydrogène était trop chaud et se dissociait rapidement sous la forme de ses constituants, les positons et les antiprotons. ATRAP et ATHENA ont pour but de recueillir l'antihydrogène superfroid qui pourra être stocké pour de nouvelles études.  
Les atomes d'antimatière se comportent-ils exactement de la même manière que ceux de la matière ordinaire? Toute différence, même faible, pourrait aider à expliquer pourquoi l'Univers qui nous entoure paraît entièrement composé de matière. Si le Big Bang initial a produit des quantités égales de matière et d'antimatière, où est passée toute cette antimatière primordiale? Les physiciens pensent connaître la raison, mais ils n'en sont pas encore sûrs. Certains types d'antimatière (en particulier la particule appelée kaon neutre) se comportent différemment de leurs contreparties dans la matière. Mais ces différences obscures et très ténues, quelques millièmes seulement, suffisent-elles à expliquer l'éradication de toute l'antimatière dans l'ensemble de l'Univers? 
Une comparaison des propriétés de l'antihydrogène ultrafroid et de l'hydrogène dans les mêmes conditions permettra de déterminer avec une bien plus grande rigueur si la matière et l'antimatière se comportent exactement de la même façon. 
A vrai dire, les expériences LEAR avec des pièges ne mesuraient pas explicitement la masse de l'antiproton, mais le rapport de sa charge électrique à sa masse. Un autre précurseur avec LEAR du programme d'expérimentation de la machine AD a résolu cette question en irradiant, avec des faisceaux laser, des antiprotons piégés dans des atomes d'hélium et en mesurant la fréquence laser qui les faisait sauter d'une orbite à une autre. Une troisième expérience avec AD, ASACUSA, poursuivra maintenant ce type de recherche. Elle étudiera en détail les propriétés de l'antiproton par les modalités de son interaction avec la matière ordinaire, en particulier par l'étude des atomes exotiques, où un antiproton de charge négative remplace l'électron des atomes ordinaires. 

 
Liens: 

_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 15 Sep - 00:32 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbig/decouv/xchrono/orUniv/antimat/niv1_1.…

K 2 Présente

Dans la soupe primordiale, les particules et leurs antiparticules se créent puis s’annihilent sans arrêt à partir de pure énergie. En quelque sorte, les unes sont un peu l’image des autres dans un miroir. Matière et antimatière étaient toutes deux présentes en quantités égales au départ. Seulement, pour une raison inconnue, la première a pris le pas sur la seconde… Celle-ci a presque disparu en raison d’une subtile différence de comportement. Comment et pourquoi ? C’est là tout un mystère à l’origine de notre existence même

Qu’est-ce que l’antimatière ?
Petite histoire d’un curieux double du monde ordinaire
L’histoire de l’antimatière a commencé en 1928, sous l’impulsion du jeune Britannique Paul Dirac (1902-1984). Jusqu’alors, pour expliquer les substances que nous, voyons, goûtons et touchons, il n’y avait besoin que d’atomes. Ceux-ci sont constitués d’électrons, protons et neutrons. Cependant, Dirac se penche sur l’équation qui régit le destin de la matière… et qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1932. Surprise : Cette formule «magique» se comporte de façon "symétrique". Elle prédit tout autant l’existence de l’électron que celle de l’antiélectron - le positron, doté d’une masse identique et d’une charge électrique opposée. De même, les protons sont associés à des antiprotons. Cette vision prévoit un double du monde usuel. Une copie qui lui ressemble trait pour trait. La seule différence est que l’antimonde se révèle comme le reflet dans un miroir de la population des particules ordinaires. Dans l’enthousiasme du début XXe siècle ceci découle directement de la théorie de la relativité d’Einstein et de la mécanique quantique.

La confirmation vient en 1932. Le Californien Carl Anderson repère la trace d’une particule porteuse de charge positive - l’antiélectron - dans les rayons cosmiques qui tombent du ciel et «arrosent» l’atmosphère. Cette découverte sera saluée par le Nobel 1936.
Aujourd’hui, toutes les particules élémentaires ont révélé leur «sosie». Elles s’en distinguent par les nombres quantiques dits de "charge" (électrique, baryonique, leptonique…). La masse, elle, reste inchangée. Le photon est sa propre antiparticule. Matière et antimatière ont le même nombre quantique de rotation (spin). Et la même durée de vie.

L’annihilation
Immédiatement, l’antimatière apparaît comme une source providentielle d’énergie. Elle constitue un exact opposé de la matière. À son contact, les deux se détruisent – « s’annihilent » - en libérant une puissance colossale. Ceci résulte de la fameuse équation d’équivalence masse-énergie (E=mc2) posée par Albert Einstein en 1905. D’une manière triviale, l’énergie correspond à l’argent que dépense mère nature. Il circule sous deux monnaies entre lesquelles s’applique un taux de change élevé (carré de la vitesse de la lumière). Et l’annihilation assure une conversion très efficace. Voilà pourquoi, sur le papier, la combustion d’un kilogramme de sucre peut propulser une voiture pendant 100 000 ans. Ou générer 25 milliards de kilowattheures et alimenter une ville pendant trois ans…

L’antimatière au quotidien
Avec des propriétés aussi fabuleuses, l’antimatière n’a pas tardé à stimuler les imaginations les plus folles. Et la science-fiction. Dans Star Trek, série télévisée créée en 1966 par Gene Roddenberry, le vaisseau Enterprise se propulse à des vitesses supérieures à celles de la lumière par déformation de l’espace,… puis en consommant de l’antimatière… Bien évidemment, en dépit d’essais opiniâtres, on reste loin de réaliser de tels exploits. Aux États-Unis, dans les années 80, le programme de Guerre des étoiles a étudié la possibilité d’utiliser l’antimatière comme carburant de fusées, ou pour actionner des plateformes d’armes. Heureusement, il a échoué. Mais d’autre part, des expériences plus pacifiques sont régulièrement conduites au Cern de Genève. Elles aboutissent à produire, en un an, assez d’antiprotons pour… allumer une ampoule de 100 watts pendant trois secondes. Le rendement avoisine 0,000 000 01 %. Pas de quoi pavoiser. La machine à vapeur du XIXe siècle s’avère des millions de fois plus efficace en termes de labeur.

Pour nous consoler, il reste l’application quotidienne de la Tomographie par émission de positrons (TEP). Cette technique d’imagerie médicale "photographie" le cerveau en train de penser. Un fluide radioactif est introduit dans le corps du patient. Les positrons s’annihilent avec les électrons environnants. Le résultat est une émission d’énergie gamma. Oublions, par contre, les "cerveaux positroniques", bien plus sophistiqués que ceux des humains, qui faisaient fantasmer Isaac Asimov avec le cycle des Robots dans les années 40. Réjouissons-nous, en revanche, de constater que, sans arrêt au-dessus de nos têtes, les rayons cosmiques et les explosions de supernovae créent des antiélectrons à profusion.

Antimatière, où es-tu ?
Reste un brûlant paradoxe. Comment la jolie équation de Dirac, si harmonieuse, a-t-elle abouti à un Univers aussi bancal ? Comment la matière a-t-elle pris le pas sur sa consœur-ennemie ? A l’échelle cosmique, plus une once d’antimatière ne subsiste. Sauf de rares monstruosités, telles que le voisinage du trou noir au cœur de notre galaxie, l’antimatière reste désespérément absente. C’est heureux. Mais c’est aussi un drame pour la théorie : à l’aube des temps matière et antimatière devraient être présentes en poids égal. Elles se créaient et s’autodétruisaient sans cesse dans un bouillonnement effervescent.
Où est passée l’antimatière primordiale ? "Antimatière, où es-tu ?", entend-on s’écrier avec effroi. La réponse tient à une subtile et infime différence de comportement entre les deux faces de la même pièce. Les sœurs opposées ne seraient pas si jumelles. Plusieurs expériences ont indiqué que, dans certains cas, l’antimatière se démarque de sa double. Finie, la pâle copie. Le miroir se fêle. Et ces "violations de symétries" fascinent. Car elles sont un avant-goût de découvertes à venir. Certes a priori le big bang n’aurait pu produire les deux espèces qu’avec une grande équité. Mais ensuite, à mesure que le cosmos s’est étendu et refroidi, son contenu a réagi pour s’adapter. L’anomalie de la matière s’est manifestée. Sa consoeur a été engloutie. Elle a disparu. Et ceci n’a laissé que des quarks sans antiquarks. Des électrons sans antiélectrons. Notre corps, même, représente ce reliquat de l’immensité primordiale. L’essentiel s’est envolé. On estime que la dissonance, fausse note initiale, qui affectait la matière ne dépasse pas une partie pour un milliard. 0,000 000 001. C’est le mince surcroît de force dont elle a bénéficié pour… anéantir sa sœur.

Ainsi s’expliquerait cette hégémonie écrasante dans l’Univers. D’ailleurs, si l’antimatière avait survécu, elle nous annihilerait tous dans un flash. Et nous ne nous appesantirions pas sur le sujet. C’est Andreï Sakharov, père de la bombe à hydrogène soviétique, et Nobel de la paix, qui le premier a donné une interprétation cosmologique de cette drôle d’inclination, ou penchant, de la nature. Précisons que les expériences de distinction entre matière et antimatière n’ont mis en œuvre jusqu’ici que l’interaction nucléaire faible. Or l’ordre de grandeur du résultat est tout à fait insuffisant si l’on veut rendre compte du schisme réel. La vraie dissymétrie, dont nous sommes issus, remonterait en fait jusqu’à l’ère de grande unification des forces d’interaction (nucléaires forte, faible et électromagnétique). Autrement dit, des énergies beaucoup plus élevées et… hors d’atteinte.

Une entêtante énigme
Aux origines de notre existence
En 1966, Andreï Sakharov a pris en considération un tel univers unifié, régi par une seule force à côté de la gravité. Il en a déduit les trois conditions pour que la matière vienne à prédominer. D’abord, elle doit être très légèrement instable. Le phénomène est lent. Mais sur Terre, la valeur d’une miette de pain devrait s’être volatilisée depuis que notre planète existe. Des expériences souterraines, telles que le tunnel de Modane au Mont Fréjus, dans les Alpes françaises, ont longtemps traqué une désintégration spontanée du proton sur 1031 ans. Mais, il faut bien l’avouer : en vain. La seconde condition posée par Sakharov paraît une évidence : l’Univers, dans sa prime jeunesse, se trouvait loin de l’équilibre… Euphémisme, vu la violence de son expansion ! Enfin, la troisième condition n’est autre q’une subtile différence attendue à l’échelle microscopique entre matière et antimatière.

La confirmation est venue de James Cronin et Val Fitch, au laboratoire de Brookhaven, à New York, en 1964. La démarche, qui a mené au Nobel 1980, était d’étudier la désintégration d’un méson neutre K ou kaon (composé d’un quark « bas » et d’un antiquark «étrange») à durée de vie longue. Ceci met en jeu un phénomène exotique de mélange entre quarks et antiquarks. Le kaon « oscille » entre kaon et antikaon. En outre, il se désintègre de préférence en positron plutôt qu’en électron… Ceci implique deux brisures de symétries fondamentales : l’image dans un miroir, ou inversion droite-gauche, et l’échange de la particule avec son antiparticule. Ces opérations sont appelées parité (P) et conjugaison de charge (C). Il existe une troisième symétrie intéressante, l’inversion du temps (T). Or, les lois de la nature sont toujours invariantes quand on effectue la transformation combinée charge-parité-temps (CPT). Longtemps, on a même cru que l’Univers respectait chacune d’elle. Il n’en est rien. Cronin, Fitch et leur collègue français René Turlay ont montré que certains processus violent la symétrie charge-parité (CP).

Si bien que les contours du scénario de disparition de l’antimatière peuvent commencer à s’esquisser. À l’ère de grande unification, 10-35 seconde après le big bang, il règne une température de 1027 degrés et l’énergie ambiante avoisine 1016 milliards d’électronvolts. Les interactions nucléaires et électromagnétiques se confondent à côté de la gravité. À ce stade, les quarks sont indiscernables des positrons. Et les antiquarks des électrons. Les uns se transforment allègrement en les autres. De même que les neutrinos « fantômes » oscillent en trois «saveurs» distinctes. La dissymétrie matière-antimatière est alors invisible. Puis le temps fait son office. Dans cette chronologie, il apparaît des réactions irréversibles. Du coup, les positrons se transforment davantage en quarks que les électrons en antiquarks. Ainsi va la vie. Une dissymétrie inéluctable naît. Qui décide de l’avenir.

Selon les derniers progrès de la réflexion en cours : ce pourrait être les neutrinos eux-mêmes – anges de la matière insaisissables dotés d’une très faible masse – qui incarnent les vrais responsables du déséquilibre fatal à l’antimatière. Ces corpuscules, difficiles à atteindre, évoluent dans un monde qui interagit faiblement avec notre quotidien. Et ils seraient, en définitive, à l’origine de notre existence !.. Des expériences d’une sensibilité et d’une dimension inégalées sont proposées pour confirmer ce point. Des «usines à neutrinos» et un détecteur d’un million de tonnes (projet mégatonne) pourraient être mise en oeuvre dans les 20 prochaines années en France (mont Fréjus), au Japon ou aux États-Unis.

Zoom : BaBar traque les coquetteries de l'antimatière

Zoom : Expérience LHCb au CERN

Zoom : Station spatiale internationale : à la recherche des antimondes




Pour en savoir plus :

Le satellite Intégral révèle une fabrique d'antimatière au sein de la Voie Lactée
Communiqué de presse du 10 janvier 2008

Enigmes de l'antimatière : mesures inégalées au Tevatron
Communiqué de presse du 17 mai 2006

La violation de CP
Jacques Chauveau (IN2P3) et Raphaël Granier de Cassagnac (IN2P3) - Article paru dans Images de la physique 2002
_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Mer 18 Sep - 00:50 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/7107-scientifiques.php

K 2 Présente

La faible luminosité du trou noir de notre galaxie enfin expliquée
05 Septembre 2013
Explication : les rayons X émis dans le voisinage de ce trou noir ne proviennent pas de couronnes d'étoiles actives mais principalement d'un gaz, trop chaud pour être capturé efficacement.
_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
110
Admin
Admin

Hors ligne

Inscrit le: 17 Aoû 2013
Messages: 3 892
Localisation: Marseille / Toulon / Montréal
Masculin Scorpion (23oct-21nov) 猪 Cochon
Point(s): 8 386 607
Moyenne de points: 2 154,83
Animaux: 1
NON

MessagePosté le: Jeu 19 Sep - 19:20 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Puissantes informations, il va me falloir du Temps pour émettre une idée ! l'air de rien
_______________
Quand je fais le mal, je le fais de moi-même. Quand je fais le bien, c'est dieu qui le fait au travers de moi. Donc, ma manière de coopérer avec lui, c'est qu'il opère seul. PLANCK


Revenir en haut
Skype
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 22 Sep - 05:08 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbig/decouv/xchrono/orUniv/antimat/niv1_1.…

K 2 Présente

Dans la soupe primordiale, les particules et leurs antiparticules se créent puis s’annihilent sans arrêt à partir de pure énergie. En quelque sorte, les unes sont un peu l’image des autres dans un miroir. Matière et antimatière étaient toutes deux présentes en quantités égales au départ. Seulement, pour une raison inconnue, la première a pris le pas sur la seconde… Celle-ci a presque disparu en raison d’une subtile différence de comportement. Comment et pourquoi ? C’est là tout un mystère à l’origine de notre existence même.


Qu’est-ce que l’antimatière ?

Petite histoire d’un curieux double du monde ordinaire


L’histoire de l’antimatière a commencé en 1928, sous l’impulsion du jeune Britannique Paul Dirac (1902-1984). Jusqu’alors, pour expliquer les substances que nous, voyons, goûtons et touchons, il n’y avait besoin que d’atomes. Ceux-ci sont constitués d’électrons, protons et neutrons. Cependant, Dirac se penche sur l’équation qui régit le destin de la matière… et qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1932. Surprise : Cette formule «magique» se comporte de façon "symétrique". Elle prédit tout autant l’existence de l’électron que celle de l’antiélectron - le positron, doté d’une masse identique et d’une charge électrique opposée. De même, les protons sont associés à des antiprotons. Cette vision prévoit un double du monde usuel. Une copie qui lui ressemble trait pour trait. La seule différence est que l’antimonde se révèle comme le reflet dans un miroir de la population des particules ordinaires. Dans l’enthousiasme du début XXe siècle ceci découle directement de la théorie de la relativité d’Einstein et de la mécanique quantique.

La confirmation vient en 1932. Le Californien Carl Anderson repère la trace d’une particule porteuse de charge positive - l’antiélectron - dans les rayons cosmiques qui tombent du ciel et «arrosent» l’atmosphère. Cette découverte sera saluée par le Nobel 1936.
Aujourd’hui, toutes les particules élémentaires ont révélé leur «sosie». Elles s’en distinguent par les nombres quantiques dits de "charge" (électrique, baryonique, leptonique…). La masse, elle, reste inchangée. Le photon est sa propre antiparticule. Matière et antimatière ont le même nombre quantique de rotation (spin). Et la même durée de vie.

L’annihilation


Immédiatement, l’antimatière apparaît comme une source providentielle d’énergie. Elle constitue un exact opposé de la matière. À son contact, les deux se détruisent – « s’annihilent » - en libérant une puissance colossale. Ceci résulte de la fameuse équation d’équivalence masse-énergie (E=mc2) posée par Albert Einstein en 1905. D’une manière triviale, l’énergie correspond à l’argent que dépense mère nature. Il circule sous deux monnaies entre lesquelles s’applique un taux de change élevé (carré de la vitesse de la lumière). Et l’annihilation assure une conversion très efficace. Voilà pourquoi, sur le papier, la combustion d’un kilogramme de sucre peut propulser une voiture pendant 100 000 ans. Ou générer 25 milliards de kilowattheures et alimenter une ville pendant trois ans…

L’antimatière au quotidien


Avec des propriétés aussi fabuleuses, l’antimatière n’a pas tardé à stimuler les imaginations les plus folles. Et la science-fiction. Dans Star Trek, série télévisée créée en 1966 par Gene Roddenberry, le vaisseau Enterprise se propulse à des vitesses supérieures à celles de la lumière par déformation de l’espace,… puis en consommant de l’antimatière… Bien évidemment, en dépit d’essais opiniâtres, on reste loin de réaliser de tels exploits. Aux États-Unis, dans les années 80, le programme de Guerre des étoiles a étudié la possibilité d’utiliser l’antimatière comme carburant de fusées, ou pour actionner des plateformes d’armes. Heureusement, il a échoué. Mais d’autre part, des expériences plus pacifiques sont régulièrement conduites au Cern de Genève. Elles aboutissent à produire, en un an, assez d’antiprotons pour… allumer une ampoule de 100 watts pendant trois secondes. Le rendement avoisine 0,000 000 01 %. Pas de quoi pavoiser. La machine à vapeur du XIXe siècle s’avère des millions de fois plus efficace en termes de labeur.

Pour nous consoler, il reste l’application quotidienne de la Tomographie par émission de positrons (TEP). Cette technique d’imagerie médicale "photographie" le cerveau en train de penser. Un fluide radioactif est introduit dans le corps du patient. Les positrons s’annihilent avec les électrons environnants. Le résultat est une émission d’énergie gamma. Oublions, par contre, les "cerveaux positroniques", bien plus sophistiqués que ceux des humains, qui faisaient fantasmer Isaac Asimov avec le cycle des Robots dans les années 40. Réjouissons-nous, en revanche, de constater que, sans arrêt au-dessus de nos têtes, les rayons cosmiques et les explosions de supernovae créent des antiélectrons à profusion.

Antimatière, où es-tu ?


Reste un brûlant paradoxe. Comment la jolie équation de Dirac, si harmonieuse, a-t-elle abouti à un Univers aussi bancal ? Comment la matière a-t-elle pris le pas sur sa consœur-ennemie ? A l’échelle cosmique, plus une once d’antimatière ne subsiste. Sauf de rares monstruosités, telles que le voisinage du trou noir au cœur de notre galaxie, l’antimatière reste désespérément absente. C’est heureux. Mais c’est aussi un drame pour la théorie : à l’aube des temps matière et antimatière devraient être présentes en poids égal. Elles se créaient et s’autodétruisaient sans cesse dans un bouillonnement effervescent.
Où est passée l’antimatière primordiale ? "Antimatière, où es-tu ?", entend-on s’écrier avec effroi. La réponse tient à une subtile et infime différence de comportement entre les deux faces de la même pièce. Les sœurs opposées ne seraient pas si jumelles. Plusieurs expériences ont indiqué que, dans certains cas, l’antimatière se démarque de sa double. Finie, la pâle copie. Le miroir se fêle. Et ces "violations de symétries" fascinent. Car elles sont un avant-goût de découvertes à venir. Certes a priori le big bang n’aurait pu produire les deux espèces qu’avec une grande équité. Mais ensuite, à mesure que le cosmos s’est étendu et refroidi, son contenu a réagi pour s’adapter. L’anomalie de la matière s’est manifestée. Sa consoeur a été engloutie. Elle a disparu. Et ceci n’a laissé que des quarks sans antiquarks. Des électrons sans antiélectrons. Notre corps, même, représente ce reliquat de l’immensité primordiale. L’essentiel s’est envolé. On estime que la dissonance, fausse note initiale, qui affectait la matière ne dépasse pas une partie pour un milliard. 0,000 000 001. C’est le mince surcroît de force dont elle a bénéficié pour… anéantir sa sœur.

Ainsi s’expliquerait cette hégémonie écrasante dans l’Univers. D’ailleurs, si l’antimatière avait survécu, elle nous annihilerait tous dans un flash. Et nous ne nous appesantirions pas sur le sujet. C’est Andreï Sakharov, père de la bombe à hydrogène soviétique, et Nobel de la paix, qui le premier a donné une interprétation cosmologique de cette drôle d’inclination, ou penchant, de la nature. Précisons que les expériences de distinction entre matière et antimatière n’ont mis en œuvre jusqu’ici que l’interaction nucléaire faible. Or l’ordre de grandeur du résultat est tout à fait insuffisant si l’on veut rendre compte du schisme réel. La vraie dissymétrie, dont nous sommes issus, remonterait en fait jusqu’à l’ère de grande unification des forces d’interaction (nucléaires forte, faible et électromagnétique). Autrement dit, des énergies beaucoup plus élevées et… hors d’atteinte.

Une entêtante énigme

Aux origines de notre existence

En 1966, Andreï Sakharov a pris en considération un tel univers unifié, régi par une seule force à côté de la gravité. Il en a déduit les trois conditions pour que la matière vienne à prédominer. D’abord, elle doit être très légèrement instable. Le phénomène est lent. Mais sur Terre, la valeur d’une miette de pain devrait s’être volatilisée depuis que notre planète existe. Des expériences souterraines, telles que le tunnel de Modane au Mont Fréjus, dans les Alpes françaises, ont longtemps traqué une désintégration spontanée du proton sur 1031 ans. Mais, il faut bien l’avouer : en vain. La seconde condition posée par Sakharov paraît une évidence : l’Univers, dans sa prime jeunesse, se trouvait loin de l’équilibre… Euphémisme, vu la violence de son expansion ! Enfin, la troisième condition n’est autre q’une subtile différence attendue à l’échelle microscopique entre matière et antimatière.

La confirmation est venue de James Cronin et Val Fitch, au laboratoire de Brookhaven, à New York, en 1964. La démarche, qui a mené au Nobel 1980, était d’étudier la désintégration d’un méson neutre K ou kaon (composé d’un quark « bas » et d’un antiquark «étrange») à durée de vie longue. Ceci met en jeu un phénomène exotique de mélange entre quarks et antiquarks. Le kaon « oscille » entre kaon et antikaon. En outre, il se désintègre de préférence en positron plutôt qu’en électron… Ceci implique deux brisures de symétries fondamentales : l’image dans un miroir, ou inversion droite-gauche, et l’échange de la particule avec son antiparticule. Ces opérations sont appelées parité (P) et conjugaison de charge (C). Il existe une troisième symétrie intéressante, l’inversion du temps (T). Or, les lois de la nature sont toujours invariantes quand on effectue la transformation combinée charge-parité-temps (CPT). Longtemps, on a même cru que l’Univers respectait chacune d’elle. Il n’en est rien. Cronin, Fitch et leur collègue français René Turlay ont montré que certains processus violent la symétrie charge-parité (CP).

Si bien que les contours du scénario de disparition de l’antimatière peuvent commencer à s’esquisser. À l’ère de grande unification, 10-35 seconde après le big bang, il règne une température de 1027 degrés et l’énergie ambiante avoisine 1016 milliards d’électronvolts. Les interactions nucléaires et électromagnétiques se confondent à côté de la gravité. À ce stade, les quarks sont indiscernables des positrons. Et les antiquarks des électrons. Les uns se transforment allègrement en les autres. De même que les neutrinos « fantômes » oscillent en trois «saveurs» distinctes. La dissymétrie matière-antimatière est alors invisible. Puis le temps fait son office. Dans cette chronologie, il apparaît des réactions irréversibles. Du coup, les positrons se transforment davantage en quarks que les électrons en antiquarks. Ainsi va la vie. Une dissymétrie inéluctable naît. Qui décide de l’avenir.

Selon les derniers progrès de la réflexion en cours : ce pourrait être les neutrinos eux-mêmes – anges de la matière insaisissables dotés d’une très faible masse – qui incarnent les vrais responsables du déséquilibre fatal à l’antimatière. Ces corpuscules, difficiles à atteindre, évoluent dans un monde qui interagit faiblement avec notre quotidien. Et ils seraient, en définitive, à l’origine de notre existence !.. Des expériences d’une sensibilité et d’une dimension inégalées sont proposées pour confirmer ce point. Des «usines à neutrinos» et un détecteur d’un million de tonnes (projet mégatonne) pourraient être mise en oeuvre dans les 20 prochaines années en France (mont Fréjus), au Japon ou aux États-Unis.
_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 22 Sep - 05:16 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : http://ataraxie.free.fr/fr_antimindex.htm
 
K 2 Présente

Lors d'une expérience à travers laquelle les "Yankees" tentaient de créer des dards thermonucléaires auto-confinés par MHD, un dégagement inattendu d'énergie se serait produit. En fait, à travers ce genre d'expérience, une compression défiant l'imagination aurait été maintenue « un temps suffisant », assez pour que soient reconstituées, localement, les conditions régnant à l'instant que nous nommons « Big Bang ». (...) Ils ont confirmé par la suite qu'ils avaient exploité cette découverte fortuite en utilisant des explosions nucléaires, bien contrôlées celles-là, pour synthétiser de l'antimatière par compression, celle-ci étant acheminée le long de multiples tunnels formant une étoile à de nombreuses branches autour de l'épicentre de l'explosion. Le dispositif initial de confinement, fondé sur des supraconducteurs ultra-performants, que ni les Russes ni les Chinois ne possèdent encore actuellement, est détruit pendant l'explosion. Mais la précieuse antimatière se trouve canalisée, séparée électromagnétiquement (nous savons comment ils procèdent) pour être in fine stockée dans des bouteilles magnétiques, de dimensions métriques. L'antimatière se trouve alors stockée dans des enceintes, dont la technologie est maîtrisée et connue de longue date. Ces quantités d'antimatière peuvent alors être affectées à de multiples usages.

A ce niveau de lecture on peut faire deux remarques intéressantes:
-La maitrise des supraconducteurs est la clé du succès, il y a fort à parier que tout sera fait pour garder les secrets des matériaux supraconducteurs les plus performants.
-Ramener la matière et pas uniquement des particules au plus près des conditions initiales du moment appelé "Big-Bang" pour recombiner celle-ci en moitié matière et moitié antimatière selon les équations de Dirac semble astucieux. Le plus difficile semble être de séparer électromagnétiquement l'antimatière avant le contact avec la matière.

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.

_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
K 2
Maître des Clefs
Maître des Clefs

Hors ligne

Inscrit le: 13 Juil 2013
Messages: 7 254
Localisation: 887 Pays, parfois au-delà
Masculin
Point(s): 8 379 607
Moyenne de points: 1 155,17
Animaux: 0
K 2

MessagePosté le: Dim 22 Sep - 05:28 (2013)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ... Répondre en citant

Source : https://www.facebook.com/web.sciencegouv

K 2 Informe

Essais souterrains à la frontière franco-suisse, de l'antimatière :

Le 10 septembre 2008 : mise en service du LHC (« Large Hadron Collider »). Le LHC est un accélérateur de particules situé à la frontière franco-suisse. C'est le plus puissant accélérateur de particules au monde construit à ce jour, dépassan...t en termes d'énergie le Tevatron aux États-Unis. Le LHC a été construit dans un tunnel circulaire de 26,659 km de circonférence. Des protons (de la famille des hadrons) y sont accélérés pour produire des collisions. Ces protons sont accélérés jusqu'à une énergie de 7 TeV, soit près de 7 500 fois leur énergie de masse. On se souviendra du 4 juillet 2012 quand CERN annonça la mise en évidence d'une particule compatible avec le boson de Higgs, confirmant ainsi le modèle standard.

Pour aller plus loin :

- La page du LHC sur le site du CERN http://home.web.cern.ch/fr/about/accelerators/large-hadron-collider

- Une particule dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du boson de Higgs http://www.science.gouv.fr/fr/actualites/bdd/res/4692/une-particule-dont-le…

- 27 Photos du LHC (en anglais) http://www.boston.com/bigpicture/2008/08/the_large_hadron_collider.html

Image : Tunnel du LHC avec tube contenant les électroaimants supraconducteurs.


_______________
Rappelons que l'intelligence n'est pas faite pour briller mais pour s'adapter et comprendre.
TEHODORIC


Revenir en haut
Contenu Sponsorisé






MessagePosté le: Aujourd’hui à 14:22 (2018)    Sujet du message: Antimatière - CERN - CNRS - CNES - NASA - ...

Revenir en haut
Montrer les messages depuis:   
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet    Le.Nautile - Partage des Savoirs Index du Forum -> PONT SUPÉRIEUR BABORD -> Électromagnétisme Toutes les heures sont au format GMT + 2 Heures
Page 1 sur 1

 
Sauter vers:  

Index | Creer un forum | Forum gratuit d’entraide | Annuaire des forums gratuits | Signaler une violation | Conditions générales d'utilisation

Template SG-1 by Dav.bo
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Traduction par : phpBB-fr.com
... ga(‘set’, ‘&uid’, {}); // Définir l'ID utilisateur partir du paramètre user_id de l'utilisateur connecté. ... http://localhost:8080 https://myproductionurl.www.forum-le-nautile.com (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){ (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o), m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m) })(window,document,'script','https://www.google-analytics.com/analytics.js','ga'); ga('create', 'UA-51495022-1', 'auto'); ga('require', 'GTM-WGNFT9W'); ga('send', 'pageview');