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Création d'antimatière

Dossier - Antimatière vous avez dit Antimatière ?
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Le mot "antimatière" est entouré d'une certaine aura de mystère, et suscite bon nombre de questions. Nous allons définir ce qu'est l'antimatière, présenter quelques-unes de ses propriétés importantes.

  
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Il y a principalement deux phénomènes physiques qui conduisent à la production d'antimatière :

A - La radioactivité ß+

La radioactivité désigne l'ensemble des processus par lesquels un noyau atomique peut se transformer en un autre, en émettant des particules. Il y a plusieurs types de radioactivité, qu'on classe selon le type de particule émise :

radioactivité alpha : émission de deux neutrons et deux protons sous forme d'un noyau d'Hélium.
radioactivité gamma : émission d'un photon de haute énergie.
radioactivité ß- : émission d'un électron (et d'un antineutrino). Ceci concerne les noyaux riches en neutrons.
radioactivité ß+ : émission d'un positron (et d'un neutrino). Ceci concerne les noyaux riches en protons.

De l'antimatière (des positrons) est donc créée à chaque fois que les noyaux sensibles à la radioactivité ß+ se désintègrent.

B - Les collisions de haute énergie

Création d'une paire électron-positron par conversion de l'énergie d'un photon incident.

Lorsqu'une particule subit un choc avec une autre particule, une partie de l'énergie du choc peut se convertir en masse, c'est un des contenus de la fameuse formule E=mc2.

Cette masse : ce sont des particules et des antiparticules, qui peuvent être émises dans des directions différentes, si bien qu'elles ne se ré-annihilent pas sitôt formées. Pour que cela puisse se produire, il faut que l'énergie mise en jeu lors de ce choc soit supérieure à l'énergie de masse des particules/antiparticules créées. Il faut donc beaucoup moins d'énergie pour créer une paire électron-positron qu'une paire proton-antiproton, la première ayant une masse environ 2000 fois plus faible que la seconde. En pratique, ce sont uniquement les phénomènes extrêmement violents qui permettent une telle création d'antimatière.

Création de particules et antiparticules par collision d'un proton sur un proton au repos.

Notons que chaque fois qu'une anti-particule est produite, une particule "normale" doit l'être aussi, c'est une des lois fondamentales de la physique.

Notons aussi qu'il existe d'autres processus plus spéculatifs, nous y reviendrons quand viendra le moment de spéculer.