1) Applications de l’antimatière

 
La médecine

L’antimatière est déjà utilisée depuis longtemps en imagerie médicale. La tomographie par émission de positrons est née dans les années 70, elle permet de suivre n’importe quelle molécule marquée préalablement à l’aide d’atomes radioactifs émetteurs de positrons dans le corps humain. Elle permet d’étudier très précisément le fonctionnement d’une partie du corps humain.

 Son fonctionnement est très simple, des isotopes radioactifs sont injectés dans le corps. Un isotope est un atome qui a le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons que son atome de référence. Ces isotopes ont une durée de vie très courte (de quelques minutes à quelques heures), la désintégration du noyau radioactif, qui émet des positrons, se fait donc rapidement.

Ces positrons entrent en collision avec des électrons, l’antimatière et la matière se rencontrent, leurs masses s’annihilent et deux photons gamma sont émis. Ce sont ces photons qui vont être détectés par les capteurs situés à l’extérieur du corps.

Les deux photons sont émis dans la même direction mais de sens opposé, ils ont une grande énergie (511 Kev). Ces photons sont détectés par des capteurs qui transforment l’énergie transmise en signal électrique. Une fois toutes les informations réunies, une image tomographique peut être créée. Le TEP permet donc de suivre le trajet des molécules marquées dans le corps.

Cette technique est utilisée en cancérologie, cardiologie et neuropsychiatrie.

En cancérologie par exemple, le fluoro-désoxy-glucose est très utile car il a tendance à aller se fixer sur les tumeurs cancéreuses, ce qui permet la localisation et la détection des tumeurs.

L’oxygène-15 incorporé dans de l’eau (H215O) permet par exemple de mesurer le flux sanguin dans le cerveau pendant le sommeil ou pendant une stimulation visuelle. Le glucose est aussi utilisé en recherche puisque l’augmentation du métabolisme du glucose montre les endroits actifs du cerveau.

 

 2) Perspectives pour l’antimatière

 L’antimatière, une réserve d’énergie ?

La réaction d’un kilogramme de matière avec autant d’antimatière convertit toute la masse en énergie, c’est à dire  produit 2c² J (18 1016J), ou, en d'autres termes, 1µg d'antimatière produirait la même énergie que 20 kg de TNT.

L’annihilation est la réaction la plus énergétique connue à ce jour, c’est pourquoi l’antimatière serait idéale comme carburant, on s’intéresse particulièrement à cette énergie pour les déplacements dans l’espace.

Mais le problème du transport de l’antimatière se pose. Les chercheurs travaillent à la construction des bouteilles spéciales appelées « pièges » où l’antimatière baignerait dans des champs magnétiques et électriques puissants  qui la retiendrait loin de toute matière. Il serait alors possible de conserver l’antimatière.

De plus, bien que des progrès sont à venir dans le système de production, la fabrication de l’antimatière reste difficile et extrêmement coûteuse. Nous ne sommes pas en mesure de produire ne serait-ce qu’un gramme d’antimatière.

 A titre d’exemple les 50 000 atomes d’antihydrogenes créés au CERN donnent

Alors que pour 1g il faudrait :