L'antimatière

Présentation
antimatière, forme de la matière
constituée d’antiparticules. À toute particule élémentaire est
associée une antiparticule, symétrique, éphémère de la première et porteuse de
charges opposées. Par exemple, l’antiparticule de l’électron, le
positron, possède une charge positive de 1,6.10^-19 C.

Historique
L’existence du positron fut imaginée dans les années 1930 par le physicien
britannique Paul Adrien Maurice Dirac, qui tentait d’appliquer le
principe de relativité à la théorie quantique. Cette
conjecture fut démontrée expérimentalement en 1932 par le physicien américain
Carl David Anderson lors d’études des rayons
cosmiques. L’existence d’antiprotons et d’antineutrons fut également
présumée, mais ne fut pas confirmée avant 1955, date à laquelle on produisit ces
antiparticules dans des accélérateurs. Aujourd’hui, on est parvenu à observer directement ou
indirectement tous les types d’antiparticules. On a pu constater qu’elles
réagissent entre elles, tout comme les particules élémentaires de la matière.

Antiparticule
Chaque particule élémentaire possède une antiparticule de même masse, qui en
diffère par des nombres de charge opposés (charge électrique, nombre baryonique
ou letonique, etc.). Lorsque tous ces nombres sont nuls, la particule est alors
sa propre antiparticule, comme le photon. Particule et
antiparticule ont même spin et même durée de vie si elles sont
instables. On peut donc remarquer que l’appellation de particule et
d’antiparticule est purement formelle : on appelle « particule » la particule
élémentaire courante de la matière ordinaire, et « antiparticule » son
symétrique se trouvant en écrasante minorité. Les physiciens utilisent
généralement une barre pour désigner une antiparticule. Par exemple,
l’antineutrino _e est l’antiparticule du
neutrino v_e. La dualité particule-antiparticule est
l’une des symétries fondamentales du monde physique.

Antimatière dans l'univers:
Les scientifiques ont noté l’apparente rareté
des antiparticules dans l’Univers. Cette minorité s’explique par le fait que les
particules et les antiparticules sont mutuellement annihilées dès qu’on les met
en présence, avec libération d’une importante énergie. Cette propriété rend par
conséquent l’antimatière instable au sein de la matière. En revanche,
lorsqu’elle se trouve seule en présence, l’antimatière se révèle stable.
Les astronomes pensent que les
galaxies lointaines contiennent probablement de l’antimatière, bien
qu’aucune méthode directe ne puisse le prouver. Il semblerait donc que l’Univers
ne soit pas symétrique mais essentiellement constitué de matière ordinaire ;
cette conjecture a été suggérée par la théorie cosmologique récente.

L'antimatière lors du big bang