L'antimatière
L'antimatière sont des particules qui ont les mêmes caractéristiques qu'une particule ordinaire et obéit aux mêmes lois, mais avec une charge inversée.
L'anti_électron porte la même masse qu'un électron mais a une charge positive, et on l'appelle un positron.De plus, un antiproton porte la même masse qu'un proton mais avec une charge négative, et s'appelle un antiproton.
Il y a donc des anti atomes, des anticorps et même un antivers dans la nature, et il peut y avoir des anti-humains.
Historique.
Le premier à prédire l'existence de cette antimatière, fut le scientifique britannique Paul Dirac en 1928, en essayant d'atteindre une équation en mécanique quantique, qui est compatible avec la relativité d'Einstein, et est arrivé à une nouvelle équation complètement différente de l'équation de Schrödinger.
En résolvant cette équation, Paul est arrivé à deux solutions au lieu d'une solution, une solution qui remonte à l'électron régulier, et la seconde solution porte les mêmes caractéristiques qu'un électron régulier mais avec une charge positive et une énergie opposée, ce qui lui a fait prédire l'existence de particules dans ce monde qui sont anti-électrons.
4 ans après que Paul Dirac ait prédit l'existence de ces antiparticules, le scientifique Carl Anderson a pu prouver leur existence expérimentalement, à travers ses expériences sur les rayons cosmiques.
En 1955, la première antiparticule a été produite dans un accélérateur de particules du laboratoire Lors de Berkeley, et les scientifiques ont également pu produire la première anti atome, qui est l'antihidrogéne.
Où trouve-t-on l'antimatière?
Selon l'équation d'Einstein E = mc2, lorsque l'énergie est transformée en particules de matière, elle produit en même temps un nombre similaire de particules ordinaires et d'antimatière, ce qui signifie que nous pouvons produire de l'antimatière en convertissant l'énergie en matière, et nous pouvons également obtenir une énergie énorme en fusionnant la matière et l'antimatière.
L'antimatière apparaît souvent à partir de la désintégration de noyaux instables d'isotopes, et les scientifiques pensent aujourd'hui que la région adjacente au trou noir géant situé au centre de notre galaxie de la Voie lactée dans la région nommé "Sagitarius A " émet d'énormes quantités d'antimatière, estimées à environ 10 mille milliards de tonnes de positrons par seconde.
Production d'antimatière.
La production d'antimatière en laboratoire nécessite une énergie très élevée, et donc un coût très élevé.
Dans le laboratoire Fermilab et CERN , où se trouve l'installation la plus puissante pour produire de l'antimatière, et en recueillant le résultat de 25 ans de travail acharné, nous constatons que la quantité d'antimatière produite jusqu'à présent est d'environ 15 nanogrammes pour un coût de 15 millions de dollars, et si Nous voulions produire 1 gramme d'antigène, et cela coûterait 6 billions de dollars.
L'antimatière se forme au niveau du collisionneur de particules lorsqu'un boson se désintègre en une paire d'antiparticules. Les seules particules d'antimatière stables sont le positron et l'antiproton, les autres se désintègrent très rapidement.
Il existe au CERN un groupe d'accélérateurs qui produisent des antiprotons, les dirigent et les récupèrent à la même vitesse, puis les ralentissent pour des expériences de physique atomique sur l'antimatière.
Au CERN, des protons d'une énergie de 26 GeV entrent en collision avec des noyaux atomiques à l'intérieur d'un cylindre métallique.
Environ quatre paires de protons et un antiproton sont produits après un million de collisions. Les anti-protons sont séparés des particules à l'aide de champs magnétiques avant d'être envoyés au retardateur anti-protons, ce qui les ralentit de 96% à 10% de la vitesse de la lumière. Il est ensuite injecté dans des tubes de détection où il peut être capturé et stocké.
Stockage d’antimatière.
Le processus de stockage de l'antimatière est un processus complexe en raison de sa nature qui le fait périr directement au moment où il entre en contact avec une substance ordinaire, et comme tout autour de nous est fait de matière ordinaire, il est très difficile d'isoler l'antimatière de la matière ordinaire.
L'antimatière produite est placée dans des tubes complètement évacués de l'air, et les extrémités des tubes sont reliées à un aimant qui met l'antimatière dans un état de mouvement constant, afin d'éviter tout contact avec les extrémités des tubes également.
L'utilisations de l'antimatière.
L'énergie produite par la collision de 1 gramme de matière ordinaire avec 1 gramme d'antimatière, produit une énergie énorme équivalente à une bombe nucléaire.
Les scientifiques tentent de tirer parti de l'énorme énergie de l'antimatière pour développer l'humanité, car 1 mg de la collision de la matière et de l'antimatière produit suffisamment d'énergie pure pour répondre aux besoins humains pendant de nombreuses années.
L'antimatière est également utilisée dans le domaine médical au moyen de dispositifs PET (Position Emission Tomography), qui sont des dispositifs de balayage qui fonctionnent sur le principe de l'injection au patient de noyaux radioactifs (tels que C11, K40, N13), qui sont des isotopes contenant de l'antimatière, puis suivent ces matières radioactives pour trouver la localisation de toute maladie potentielle.
Où est l'antimatière?
Les scientifiques pensent que la matière et l'antimatière ont été créées avec des quantités égales d'énergie résultant du Big Bang, lorsque l'univers était plus jeune et plus chaud, mais aujourd'hui, notre univers ne se compose que de matière. Où est passée la quantité d'antimatière? C'est ce qui constitue l'énigmd le plus important de la physique de base de ce siècle.
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