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Albert Einstein

     
   

Antimatière

    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