Antimatière - Définition et Explications

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Introduction

L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe « anti- » signifie que l'antimatière est « l'opposée » de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...).

L'opposition se fait au niveau de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) électrique : les particules composant l'antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière...) ont des charges opposées à celles des particules jouant le même rôle dans la matière. Par exemple, la matière comprend les protons, positifs, et les électrons, négatifs. L'antimatière comprend donc les antiprotons, négatifs, et les antiélectrons (ou positrons), positif. Ce qui n'empêche pas l'existence de particules d'antimatières de charge nulle (par exemple les antineutrons). Il existe pour chaque particule une antiparticule (A chaque type de fermions fondamentaux correspond un type d'antiparticule. Ainsi, à l' électron...) correspondante.

Autre caractéristique, une particule et son antiparticule peuvent s'annihiler mutuellement lorsqu'elles rentrent en contact, étant alors intégralement converties en énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) suivant l'équivalence E=mc2.

L'antimatière a été imaginée quand Paul Dirac (Paul Adrien Maurice Dirac (8 août 1902 à Bristol, Angleterre - 20 octobre 1984 à...) a écrit l'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) portant son nom.

L'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. En fait, le nom « antimatière » est donné par anthropomorphisme : nous appelons « matière » les particules qui nous constituent et « antimatière » les particules opposées. Les travaux sur l'antimatière consistent en grande partie à expliquer pourquoi cette rareté alors que nécessairement, à l'époque du Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...), la matière et l'antimatière étaient présentes en quantités égales.

La réaction matière-antimatière

L'antimatière et la matière, quand elles entrent en contact, peuvent s'annihiler mutuellement. Elles sont alors transformées en énergie, suivant la célèbre équation E=mc2. En fait, il s'agit de la seule situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...) dans laquelle la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) est intégralement convertie en énergie. Par comparaison, une réaction nucléaire (Une réaction nucléaire est une transformation d'un ou plusieurs noyaux atomiques, elle se...) ne dégage qu'une très petite partie de l'énergie contenue dans les masses de combustibles nucléaires utilisées (~1 millième), cette dernière dégageant pourtant bien plus d'énergie encore qu'une combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) (~1/10e de milliardième).

Cette réaction donne un sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) imprévu au préfixe « anti », qui ne signifiait pas « destructeur ».

Ce phénomène est réversible : de l'énergie peut être transformée en couple matière/antimatière. Mais il faut une concentration d'énergie formidable pour y parvenir.

En aucun cas ce phénomène ne peut être utilisé comme source d'énergie, puisque la seule antimatière dont on dispose est fabriquée en laboratoire précisément par cette réaction. Les lois de conservation des phénomènes physiques interdisent clairement de « convertir » de la matière en antimatière pour ensuite les transformer en énergie.

L'antimatière pourrait en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) être employée comme moyen de stockage d'énergie, mais pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) l'énergie à employer pour créer de l'antimatière est égale à 108 fois l'énergie récupérée.

Cet aspect de l'antimatière a été particulièrement récupéré par la science-fiction (La science-fiction, prononcée /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abrégé en...), par exemple en soulignant que quelques grammes d'antimatière pourraient remplacer une arme nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) de forte puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) (~100 kT dans le roman Anges et démons), ou comme moyen de propulsion spatiale (Cet article présente le concept de propulsion spatiale, c'est-à-dire tout système permettant de...) (dans Star Trek). Toutefois, si Star Trek se situe dans un futur lointain, Ange et démons peut laisser entendre qu'une telle arme pourrait être fabriquée aujourd'hui, ce qui est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) à fait irréaliste.

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