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L’antimatière

L’antimatière au CERN

Les premiers atomes d’antihydrogène (les homologues d’antimatière de l’atome le plus simple) ont été créés au CERN en 1995. L’atome d’antihydrogène, constitué d’un antiproton et d’un positon (un antiélectron), est l’antiatome le plus simple qui soit. Malheureusement, il n’est pas plus facile à produire en laboratoire pour autant. La tâche des physiciens et des membres de l’équipe d’exploitation du LEAR (l’anneau d’antiprotons de basse énergie du CERN où l’antihydrogène a été découvert), n’avait rien de facile. Les chercheurs ont amené des antiprotons circulant dans le LEAR à entrer en collision avec des atomes d’un élément lourd. Tout antiproton passant suffisamment près de noyaux atomiques lourds était susceptible d’y faire apparaître une paire électron-positon ; dans un tout petit pourcentage des cas, l’antiproton se liait au positon pour créer un atome d’antihydrogène.

Cependant, l’existence fugace des antiatomes excluaient qu’ils puissent être utilisés pour d’autres études. Chacun d’eux n’existait que l'espace d’environ 40 millionièmes de seconde, parcourant une dizaine de mètres à une vitesse proche de celle de la lumière avant de s'annihiler au contact de la matière ordinaire. En 2011, ALPHA (une collaboration internationale menant actuellement des expériences au Décélérateur d’antiprotons du CERN), est parvenue à capturer des atomes d’antihydrogène pendant 1000 secondes. Par des comparaisons précises entre hydrogène et antihydrogène, plusieurs équipes espèrent pouvoir étudier les propriétés de l'antihydrogène et, notamment, déterminer si celui-ci présente les mêmes raies spectrales que l’hydrogène. L’un des groupes, AEGIS, compte même mesurer la valeur de g, la constante d’accélération gravitationnelle, pour les atomes d’antihydrogène.

L'expérience ACE teste l’utilisation des antiprotons pour le traitement du cancer. En 2016, l’installation ELENA permettra à toutes les expériences menées au Décélérateur d’antiprotons d’obtenir des faisceaux d’antiprotons plus abondants et de plus basse énergie, ce qui facilitera la production de grandes quantités d’antihydrogène.

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