in

Des physiciens ont observé le spectre lumineux de l’antimatière pour la première fois

Crédits : Pixabay

Après deux décennies d’efforts, les physiciens du CERN ont rapporté la première mesure jamais faite de la lumière émise par un atome d’antimatière, révélant ainsi que l’antihydrogène était l’image miroir exacte de son homologue ordinaire.

Si vous n’êtes pas familiers avec l’antimatière, voici quelques informations de fond. La loi de la physique prévoit que pour chaque particule de matière régulière, il y a une antiparticule. Donc, pour chaque électron chargé négativement, il y a un positron chargé positivement. Cela signifie que pour chaque atome régulier d’hydrogène, il y a un atome d’antihydrogène et tout comme un atome d’hydrogène est constitué d’un électron lié à un proton, un atome d’antihydrogène sera constitué d’un antiélectron (ou positron) lié à un antiproton. Seulement, quand une particule rencontre l’antiparticule qui lui correspond, une réaction peut avoir lieu qui conduit à l’annihilation des deux. Et la matière étant beaucoup plus abondante que l’antimatière, il est quasi impossible de détecter des particules d’antimatière dans la nature.

Des scientifiques du CERN sont néanmoins parvenus pour la première fois à mesurer le spectre optique d’un atome d’antimatière en laboratoire. Ce résultat, qui confirme enfin ce qui a longtemps été prédit par les lois de la physique, ouvre une nouvelle façon de tester la théorie spéciale de relativité d’Einstein et pourrait nous aider à répondre l’un des plus grands mystères de la physique moderne : pourquoi y a-t-il plus de matière régulière que d’antimatière dans l’univers alors que le modèle standard de la physique des particules postule que le Big Bang a libéré autant d’antimatière que de matière ?

Afin d’élucider cette question, les physiciens du CERN tentent ainsi de mesurer avec précision les propriétés d’atomes d’antimatière pour ensuite les comparer avec celles de leurs contreparties matérielles. Vingt ans de développement technologique ont été nécessaires pour mener à bien cette expérience, souligne le CERN. Ils annoncent dans la revue Nature avoir pu mesurer pour la toute première fois le spectre optique d’un atome d’antihydrogène. Il s’agit des longueurs d’onde de la lumière qu’un atome absorbe ou émet lorsque ses électrons sont placés en état d’excitation ou reviennent à l’état fondamental. Ainsi, c’est la toute première fois que des chercheurs sont en mesure de contrôler un atome d’antihydrogène assez longtemps pour mesurer directement son comportement et le comparer à son homologue ordinaire.

Dans le cadre de mesures très précises, les chercheurs ont constaté que l’antihydrogène occupe le même spectre optique que l’hydrogène. Un résultat qui confirme une fois de plus le modèle standard de la physique des particules. Mesurer le spectre de l’antimatière n’est pas chose aisée : ses particules sont difficiles à produire et à « piéger ».

Source