Les chercheurs du Cern prévoient de transporter des antiprotons — ralentis grâce à une installation baptisée Elena et présentée ici — d’un laboratoire à un autre à bord d’un camion. © Cern

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L’antimatière prête pour une balade en camion ?

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Pour le commun des mortels, l'antimatière reste un objet étrange. Pour les physiciens, elle est désormais suffisamment maîtrisée pour qu'ils puissent envisager de s'en servir dans des expériences. Et même pour imaginer la transporter... dans un camion !

Longtemps, l'antimatière a semblé insaisissable. Et les chercheurs n'avaient d'autre idée en la produisant que de l'étudier. Plus récemment, ils ont appris à la maîtriser. Suffisamment, estime aujourd'hui une équipe du Cern (Suisse), pour envisager de se servir de l'antimatière pour mieux comprendre le comportement étrange de certains noyaux radioactifs rares. Mais pour cela, ils devront transporter cette antimatière d'un laboratoire à un autre... en camion !

Au cœur du laboratoire européen de physique des particules, une expérience produit de l'antimatière. Comment ? En frappant une cible métallique avec un faisceau de protons. Les antiprotons émergents sont ensuite ralentis et les chercheurs du Cern comptent les piéger dans le vide grâce à des champs magnétiques et électriques.

L'équipe compte piéger ainsi jusqu'à un milliard d'antiprotons. Un milliard d'antiprotons qu'il faudra ensuite stocker pendant plusieurs semaines dans une enceinte maintenue à seulement quatre degrés au-dessus du zéro absolu et dans un vide comparable à celui qui règne dans l'espace intergalactique.

Le développement de la technologie nécessaire au piégeage et au transport d’antimatière devrait encore prendre près de quatre ans. Les premières mesures sont prévues au Cern pour 2022. © Cern

Dévoiler les secrets des étoiles à neutrons

Le piège sera donc ensuite chargé à bord d'un camion pour être transporté quelques centaines de mètres plus loin. Là, une autre expérience produit des noyaux atomiques rares et radioactifs. Ils se désintègrent tellement rapidement qu'il n'est pas envisageable de les déplacer. Et ils présentent un déséquilibre neutrons/protons qui peut être à l'origine de caractéristiques exotiques intéressantes à comprendre.

Or, les antiprotons ont tendance à s'annihiler extrêmement facilement et rapidement lorsqu'ils rencontrent aussi bien des protons que des neutrons. D'où l'idée d'exploiter ces annihilations sur des noyaux à durée de vie très courte. En discriminant le nombre de fois où les antiprotons s'annihilent avec des protons ou des neutrons, les physiciens espèrent réussir à déterminer les densités relatives de ces particules et leur répartition au sein de ces noyaux.

L'objectif des chercheurs du Cern est d'apporter quelques informations aux astrophysiciens qui étudient les étoiles à neutrons et la formation des éléments lourds dans l'Univers. Les noyaux de ces étoiles super-denses en effet constituent un mystère qui pourrait être résolu par une meilleure compréhension de ce qu'il se passe au cœur des noyaux radioactifs exotiques.

  • Des physiciens du Cern veulent transporter des antiprotons dans un camion pour étudier la structure de noyaux radioactifs.
  • Pour cela, il faudra maintenir l'antimatière à une température extrêmement basse et dans un vide poussé.
  • Les résultats de ces expériences pourraient aider à mieux appréhender les étoiles à neutrons et la formation des éléments lourds.
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