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ALPHA et AEGISL’Antimatière Tombe-t-Elle ?
mardi 2 juillet 2013
Le principal but de l’expérience AEgIS est de mesurer directement (et pour la première fois)
l’accélération gravitationnelle de la Terre
(qui est de la bonne vieille matière)
sur des atomes d’antihydrogène (de l’antimatière, donc).
AEgIS est une vaste collaboration qui regroupe des dizaines de physiciens d’un peu partout en Europe.
L’expérience utilise des atomes d’antihydrogène pour la bonne raison que les antiparticules
les plus aisées à utiliser (positrons et antiprotons), prises seules, sont électriquement chargées.
Or les forces électromagnétiques sont bien plus intenses que ne l’est la gravitation.
On n’arrive tout simplement pas à voir l’effet de la gravitation sur une particule chargée.
Schéma du principe de l'expérience AEgIS (CERN)Il faut donc fabriquer spécialement des atomes d’antihydrogène, ce qui n’est pas du tout une mince affaire…
Pour fabriquer un faisceau d’atomes d’antihydrogène,
les physiciens utilisent les antiprotons fabriqués au CERN pour les besoins du LHC
et par de complexes manipulations, parviennent à leur ajouter des antiélectrons
qui viennent presque naturellement se mettre en « orbite » des antiprotons
pour former ce que l’on peut appeler de l’antihydrogène.
Ces différentes manipulations sont les suivantes :
Production de positrons (e+) à partir d’une source de sodium,
Capture et accumulation d’antiprotons provenant du ralentisseur d’antiprotons du CERN, dans un piège de Penning,
Production de positroniums (couple électron-positron en interaction électromagnétique de durée de vie très courte) par bombardement de positrons,
Excitation des positroniums par laser,
Recombinaison en antihydrogène par échange de charge entre les positroniums et les antiprotons refroidis (avec éjection des électrons).
Formation d’un faisceau horizontal par accélération Stark (champs électriques inhomogènes)
Le faisceau d’antihydrogène ainsi produit est horizontal.
Il est ensuite envoyé (sous vide bien sûr) dans un dispositif qu’on appelle un déflectomètre de Moiré.
Le déflectomètre de Moiré sépare le faisceau initial en deux faisceaux parallèles qui forment une structure périodique.
C’est grâce à la mesure précise de cette structure périodique
que les physiciens parviennent à évaluer le mouvement des antiatomes par rapport à l’horizontale.
Le déflectomètre est couplé à un détecteur sensible à la position des particules, et qui permet alors de mesurer
la différence observée à l’arrivée de l’altitude par rapport à l’altitude d’origine du faisceau.
Ensuite, l’intensité de la force de gravitation à l’œuvre est déterminée en connaissant le temps de vol de ces antiatomes
entre le moment de leur formation et celui de leur arrivée.
Les physiciens peuvent en déduire si les atomes d’antihydrogène tombent comme de l’hydrogène, si ils tombent plus vite ou moins vite, ou bien si ils… montent !
Vue d'ensemble de l'expérience AEgIS (CERN)Vous l’aurez compris, nous n’avons pas encore la réponse.
L’expérience vient tout juste de démarrer
et le processus d’élaboration du faisceau d’antiatomes comme on l’a vu est très complexe.
Source - http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2013/07/antigravitation-aegis-antimatter.html
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