Physique: l'antihydrogène se révèle avec précision aux scientifiques du CERN

La charge électrique d'atomes d'antihydrogène a pour la première fois été mesurée avec précision dans l'expérience ALPHA du CERN à Genève.

03 juin 2014, 18:00
"C'est la première fois que nous parvenons à étudier l'antihydrogène avec précision", explique Jeffrey Hangst, porte-parole d'ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus).

Des chercheurs du CERN ont mesuré pour la première fois avec une grande précision la charge électrique d’atomes d’antihydrogène. Ces travaux visent à mieux comprendre l’asymétrie entre la matière et l’antimatière, un des plus grands défis de la physique actuelle.

L’expérience ALPHA auprès du Décélérateur d'antiprotons (AD) du CERN rapporte une mesure de la charge électrique d’atomes d’antihydrogène qui se révèle compatible avec zéro jusqu’à la huitième décimale, indique mardi l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) dans un communiqué. Ces résultats sont publiés dans la revue "Nature Communications".

"C’est la première fois que nous parvenons à étudier l’antihydrogène avec précision", explique Jeffrey Hangst, porte-parole d'ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus), cité dans le communiqué.

Les antiparticules devraient être identiques aux particules de matière, sauf pour ce qui concerne le signe de leur charge électrique. Ainsi, alors que l'atome d'hydrogène est composé d'un proton de charge +1 et d'un électron de charge -1, l'atome d'antihydrogène est formé d'un antiproton de charge -1 et d’un positon de charge +1.

Matière privilégiée

Toutefois, la matière et l’antimatière ne sont pas des opposés exacts – la nature semble avoir une préférence, de l’ordre d’un dix milliardième, pour la matière plutôt que pour l’antimatière. Il est donc important de mesurer les propriétés de l’antimatière avec une grande précision, et c'est là l'objectif principal des expériences du DA au CERN.

Pour mesurer la charge de l’antihydrogène, l’expérience ALPHA a étudié les trajectoires d'atomes d'antihydrogène libérés d'un piège en présence d'un champ électrique, suivant le principe que des atomes d’antihydrogène ayant une charge électrique seraient déviés par le champ tandis que des atomes neutres conserveraient leur trajectoire. Le résultat ainsi obtenu, un million de fois plus précis que les précédentes estimations, est basé sur 386 événements enregistrés, précise le CERN.

Rayons cosmiques

Avec le redémarrage de la chaîne d'accélérateurs du CERN qui s’amorce, le programme de recherche sur l'antimatière est prêt à reprendre. Plusieurs expériences enregistreront des données, parmi lesquelles ALPHA-2, version améliorée d'ALPHA, mais aussi ATRAP, ASACUSA et la nouvelle venue, AEGIS, qui étudiera l’influence de la gravité sur l’antihydrogène.

Les antiparticules n'existent qu'en quantités infimes dans l'environnement normal, soit dans les rayons cosmiques, soit produites en laboratoire, car elles s'annihilent aussitôt au contact de la matière. Le CERN est parvenu pour la première fois en 1995 à créer quelques atomes d'antihydrogène.