Antimatière

 L’antimatière est constituée d’antiparticules : des antiélectrons (appelés positrons), des antineutrinos,  des antiquarks…

Une antiparticule a pour caractéristique d’avoir la même masse que sa particule correspondante, mais  les autres  grandeurs qui les caractérisent, à savoir les nombres quantiques, sont opposées.

L’antiproton a donc la même masse que le proton mais il est  chargé négativement.

 Une particule et son antiparticule ont comme particularité de s’annihiler lorsqu’elles entrent en contact. Toute leur masse se transforme alors en énergie. C’est pour cela que l’antimatière n’est pas naturellement présente dans notre monde constitué exclusivement de matière. A l’inverse, lorsque l’on dispose d’énergie (sous forme cinétique par exemple), on est capable de la dissocier en matière / antimatière de tel façon que cela se passe dans les accélérateurs de particules.

 On connaissait l’existence de ces particules bien avant de les avoir observées. En effet, en 1927, Paul Dirac entreprend une description en théorie quantique du mouvement d’un électron dans un champ électromagnétique en tenant compte des principes de la relativité d’Einstein. Ses calculs aboutissent à une équation dont il trouve, après dix pages de calcul, deux solutions liées. L’une correspond à l’électron, l’autre à une particule de même masse mais de charge opposée. Cette solution correspond à l’antiélectron, c'est-à-dire le positron. L’existence de l’antimatière est prouvée théoriquement.

Ce n’est qu’en 1932 que Carl Anderson observe pour la première fois quelques positrons issus de l’impact du rayonnement cosmique sur l’atmosphère. Un rayonnement cosmique est un flux de particules à très haute énergie provenant de l’explosion d’une étoile lointaine dont les particules se sont fait accélérer par l’onde de choc (remplie de gaz et de champ magnétique). Leur collision avec l’atmosphère libère de l’énergie qui est à l’origine d’émission d’antiparticules.