Produire et observer des antiparticules sont des activités quotidiennes pour de nombreux laboratoires de physique dans le monde, y compris le CERN. En revanche, parvenir à recréer et à observer des antinoyaux d'atomes complexes est chose bien plus délicate. En analysant les données collectées en un mois d'exploitation seulement, ALICE a dernièrement trouvé la preuve de la formation de quatre antinoyaux d'hélium 4, l'antimatière la plus lourde jamais produite en laboratoire.
L'expérience ALICE (Illustration : © CERN )
En mars, c'est l'expérience STAR, du RHIC, qui a été la première à publier le résultat : la preuve de l'existence de 18 antinoyaux d'hélium, observés au cours de plusieurs années d'acquisition de données. « ALICE n'a certes pas été la première, mais il est frappant de voir avec quelle rapidité les résultats ont été obtenus, s'exclame Paolo Giubellino, porte-parole de l'expérience. Nous avons pu confirmer l'observation d'antinoyaux d'hélium 4 à partir des données collectées en novembre 2010 ».
Pour la communauté scientifique, l'antimatière s'est produite au même moment que la matière, au cours du Big Bang. Pourtant, nous ne l'observons pas en dehors de l'atmosphère terrestre, où des particules d'antimatière sont créées par les collisions entre rayons cosmiques et molécules de gaz. La disparition de l'antimatière dans l'Univers est l'un des grands mystères que les chercheurs tentent d'élucider au LHC. « Lorsque nous provoquons des collisions de particules, il n'est pas rare d'observer l'apparition de particules d'antimatière, explique Paolo Giubellino. Cependant, les choses se compliquent quand nous essayons de créer des antinoyaux. Les expériences RHIC et ALICE ont dû analyser de gros volumes de données avant de pouvoir identifier quelques rares noyaux d'antihélium, qui contiennent deux antiprotons et deux antineutrons ».
« Les résultats de STAR et d'ALICE montrent clairement que, dans les collisionneurs, matière et antimatière se produisent symétriquement, explique Peter Braun-Munzinger, de l'ExtreMe Matter Institute (GSI, Darmstadt), et président du comité de la collaboration ALICE. Nous allons devoir collecter plus de données et étudier les propriétés fines des différents processus de physique intervenant dans la production d'antinoyaux. Cela fait partie de nos objectifs pour 2011 ».
Pour ALICE, la recherche d'antinoyaux produits lors des collisions plomb-plomb au LHC s'inscrit dans une quête plus vaste de toutes les « agglutinations » possibles de matière et d'antimatière qui peuvent émerger du plasma chaud et dense fait de quarks et de gluons. « Toute la collaboration s'attache actuellement à terminer d'analyser les données collectées en 2010. Les nombreux résultats seront présentés en mai, lors de la conférence Quark Matter, qui se tiendra à Annecy (France) », conclut Paolo Giubellino.
