L'antimatière est-elle soumise à une antigravité? Expériences en préparation

Vue d'artiste du phénomène SW 1644+57, lors duquel un trou noir a avalé une étoile, dans la constellation du Dragon, à 3,8 milliards d'années-lumières. M.GARLICK/UNIVERSITY OF WARWICK

SCIENCES - Des expériences devraient permettre de percer les secrets de cette matière miroir...

L'antimatière est-elle soumise à la même gravité que la matière ordinaire ou à une forme inconnue d'antigravité? Des expériences se préparent pour mesurer les propriétés de cette matière «miroir», expliquent des chercheurs français participant au colloque «Antimatière et gravitation», qui se terminait mardi à Paris.
«C'est un vieux rêve de physicien de mesurer l'action de la gravitation sur l'antimatière», résume Gabriel Chardin, du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de l'université Paris-Sud).

Découverte en 1995

Avec la découverte, en 1998, d'une accélération de la vitesse d'expansion de l'univers, récompensée la semaine dernière par le prix Nobel de physique, l'idée d'une «pression négative» ou sorte de gravité répulsive a gagné du terrain.
Si l'antimatière réagissait différemment de la matière à la gravitation «ce serait une révolution» pour la physique, souligne Patrice Pérez (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers -Irfu/cea).
Matière «miroir» de celle que nous connaissons, l'antimatière reste difficile à observer car tout atome d'antimatière s'annihile au contact de la matière, en produisant une énorme quantité d'énergie.
Un atome d'hydrogène est formé d'un proton ayant une charge électrique positive et d'un électron négatif. Un atome d'antihydrogène est constitué d'un proton négatif (antiproton) et d'un électron positif (positron).
De premiers atomes d'antihydrogène, produits en 1995 au Centre européen de recherches nucléaires (Cern) à Genève, s'étaient annihilés quasi-instantanément au contact de la matière.

Des atomes d'antihydrogène piégés pendant 16 minutes

D'importants progrès ont été accomplis : des atomes d'antihydrogène ont été piégés pendant plus de 16 minutes au Cern, selon les résultats, publiés en juin dernier, d'une nouvelle expérience qui devrait faciliter l'étude de l'antimatière.
Les physiciens réussissent plus facilement à contrôler, grâce à des champs magnétiques, un antiproton, particule porteuse d'une charge électrique, qu'un atome neutre d'antimatière.
D'où l'idée de recourir à des ions positifs d'antihydrogène (un antiproton négatif associé à deux positrons), relève Patrice Pérez, qui participe au projet international GBAR (Gravitationnal Behaviour of Antihydrogen at Rest - Comportement gravitationnel de l'antihydrogène au repos).
Ces ions, refroidis à 10 microkelvins (10 millionièmes de degré au dessus du zéro absolu : -273,15 °C) pour réduire leur agitation, seraient dépouillés au dernier moment, grâce à un faisceau laser, de leur positron surnuméraire.
Il s'agit ensuite de mesurer la «vitesse de chute» des atomes d'antihydrogène ainsi créés, précise Patrice Pérez qui espère que cette expérience pourra être réalisée au Cern d'ici 2016.
Il serait alors possible de savoir si l'antimatière subit la même accélération due à la pesanteur que la matière.
L'instant où les positrons en trop sont arrachés donnerait, selon M. Pérez, le «top départ» de la chute verticale, et leur désintégration au contact de la matière «le temps d'arrivée».

 

 

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