L'expérience AMS: à la recherche de l'anti-matière perdue

Où est passée l'antimatière primordiale ? Ce refrain reste l'une des grandes questions ouvertes de la physique. Au CERN, les physiciens ont créé des grandes quantités d'anti-atomes et utilisent les antiparticules dans leurs accélérateurs depuis longtemps. Mais dans l'Univers quasiment rien, aucune source d'antimatière n'a été trouvée !

Les physiciens cherchent à trouver soit une explication à la disparition de l'antimatière, soit une preuve de son existence dans quelque recoin de l'Univers. AMS (Anti Matter Spectrometer) ira là où aucune autre expérience sur l'antimatière n'est jamais allée, sur la Station spatiale internationale (ISS). Une quantité appréciable d'antimatière détectée sur la Station spatiale serait une preuve irréfutable qu'une source d'antimatière serait encore active dans le cosmos. En effet, les antiparticules légères que l'on détecte sur Terre ou dans l'atmosphère sont quasi certainement issues d'interactions. Outre l'antimatière primordiale, AMS recherchera la matière noire par la détection des produits d'annihilation des hypothétiques particules supersymétriques. L'expérience analysera également la composition des rayons cosmiques galactiques et extragalactiques.


Pour scruter de près l'Univers et le faire avec une précision jamais atteinte auparavant, AMS s'est doté d'un trajectographe formé d'environ 6 mètres carrés de capteurs en silicium, ce qui correspond à environ 196000 canaux électroniques. En raison des exigences de qualité demandées par la NASA, seuls 2500 capteurs sur environ 4000 produits ont pu être utilisés. Toujours pour être conforme aux conditions imposées par le voyage et le séjour dans l'espace, la colle utilisée dans la construction du trajectographe a dû être dégazée. Le trajectographe a été terminé cette année et il s'apprête à déménager de l'Université de Genève au CERN à la fin du mois de septembre. Il sera entouré par un puissant aimant cryogénique et d'autres détecteurs de précision. L'ensemble du détecteur pèse plus de sept tonnes.

AMS est le fruit d'une collaboration européenne, américaine, chinoise et taiwanaise. Au CERN elle a le statut d'expérience reconnue. Plusieurs tests sur différentes parties du détecteur ont été menés au CERN sur des faisceaux du SPS. L'assemblage final ainsi que les derniers tests seront effectués à Prévessin et le CERN sera l'un des centres de collecte de données. AMS restera sur la station spatiale pendant plusieurs années et enverra des informations tout le long de son séjour dans l'espace.


"Construire un détecteur de particules destiné à rester dans l'espace plusieurs années est un grand défi technologique", explique Martin Pohl, chef du projet à l'Université de Genève. "Les physiciens qui participent à AMS viennent, pour la plupart, de la physique des particules sur accélérateur. Mais un appareillage qui doit supporter 10 g d'accélération en phase de décollage dans la navette spatiale et qui n'a le droit qu'à 2 kW d'énergie requiert forcément des solutions inédites. C'est le défi d'AMS".

L'expérience doit être prête sur la base spatiale Kennedy de Cap Canaveral (Floride) au plus tard à la fin 2008.