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Bonjour Cher Professeur,
J'aimerais que vous m'expliquiez qu'est-ce que l'antimatière? Pourquoi
chaque particule a son antiparticule? Pourquoi est-ce qu'il n'y a pas d'antiphotons?
La lumière a pourtant bien un aspect particulaire.
Merci beaucoup.
David.
Cher David,
L'antimatière est analogue à la matière, formée non pas de particules,
mais d'antiparticules dont une caractéristique, la charge électrique par
exemple, est opposée. Ainsi, l'antiparticule de l'électron (négatif) est
le positon (positif). Stables si elles sont éloignées, particules et
antiparticules disparaissent et se transforment en énergie considérable
lorsqu'elles se rencontrent.
Au tout début de l'univers, quand l'énergie était très concentrée et que
les atomes n'existaient pas encore, la matière pouvait se transformer en
antimatière et vice-versa. Puis quand ça a refroidi, ça n'a plus été
possible. Le hasard, ou autre chose, a fait qu'au moment où ça n'était
plus possible, il y avait légèrement plus de matière, et c'est ce léger
excès qui a donné notre univers. Sans ce léger excès, notre univers
n'existerait pas. Aujourd'hui, l'hypothèse la plus admise est celle que
l'asymétrie entre particules et antiparticules aurait eu lieu lorsque la
force nucléaire et la force électrofaible se sont désunies (brisure de
symétrie de grande unification).
Quant aux antiphotons, voilà: les photons ont une charge nulle et ne
contiennent pas, à l'intérieur, d'objets chargés, ainsi un photon ne
peut pas être distingué d'un antiphoton. Un photon et un antiphoton sont
la même chose, c'est à dire que le photon est sa propre antiparticule.
Albert Einstein
Bonjour M. Einstein,
Je vous remercie beaucoup pour votre réponse. Mais j'ai encore quelques
petites questions. Si je comprends bien, l'antimatière a bien une masse
et une forme, mais est de charge opposée à sa matière correspondante.
Alors de l'antimatière, ça existe vraiment? Est-il possible d'obtenir,
par exemple, un positron à partir d'un électron? Puis, si au tout début,
il y avait en proportion plus de matière que d'antimatière, il doit bien
rester encore de l'antimatière quelque part dans l'univers? Et
finalement, pouvons-nous faire un lien entre l'énergie qui est
proportionnelle à la quantité de matière (la masse) dans E=mc2 et
l'antimatière qui se «transforme» en matière?
Merci encore et désolé pour mes tonnes de questions.
Salutations, David S.
David,
Effectivement, l'antimatière a la même forme et la même apparence que la
matière que nous connaissons. Simplement, chaque particule a son
antiparticule. Les protons sont de charge négative et les électrons sont
de charge positive. Si vous aviez devant vous une anti-pomme, constituée
exclusivement d'antimatière, vous ne verriez pas la différence. De la
même manière, lorsque nous observons une étoile lointaine, rien ne peut
nous garantir qu'elle n'est pas constituée d'antimatière. Cependant,
tout nous porte à croire que l'antimatière est inexistante dans notre
univers, pour la raison que je vous donnais dans ma réponse à votre
question. Il n'y a pas «de restant» comme vous dites. Au début, très peu
de temps après le big-bang, lorsque les premiers atomes se sont
assemblés, il y avait des particules et des antiparticules, cependant,
pour une raison quelconque, il y avait plus de particules que
d'antiparticules. Toute l'antimatière existante dans l'univers aurait
été annihilée à ce moment, annihilant du coup la même quantité de
matière «ordinaire».
Toute la matière restante et observable aujourd'hui, et que nous
appelons l'Univers, est en fait la quantité résiduelle de matière sur
l'antimatière initiale.
Quant à votre question sur E=mc2, tout contact d'une particule avec une
antiparticule transforme instantanément ces deux particules en énergie
en utilisant la formule E=mc2. Et dans ce cas-ci, c'est toute la matière
qui est prise en compte, contrairement la fission nucléaire, alors que
ce n'est que le défaut de masse. C'est donc dire qu'il n'y a absolument
rien dans l'univers entier qui puisse produire autant d'énergie que le
contact matière-antimatière, raison de plus qui nous fait croire que
l'antimatière n'existe pas librement, sinon nous serions témoins
d'explosions gigantesques dans nos télescopes.
Pour finir, nous pouvons produire de l'antimatière dans des
accélérateurs de particules, mais cela a une durée de vie
infinitésimale.
Albert Einstein |
