Antiproton

L'antiproton est l'antiparticule du proton. Les antiprotons sont stables, mais ils ont généralement une durée de vie courte, une collision avec un proton ordinaire faisant disparaître les deux particules.

Découverte

L'antiproton est observé pour la première fois en 1955, au cours d'une expérience conduite dans le bevatron du laboratoire national Lawrence-Berkeley, un accélérateur de particules. Quatre ans plus tard, les physiciens américains Emilio Segrè et Owen Chamberlain reçoivent le prix Nobel de physique pour la découverte de cette antiparticule[1].

En 1965, des chercheurs du CERN, en Suisse, créent des antinoyaux d'atomes, par association d'antiprotons et d'antineutrons (antideutérium). Trente ans après, le CERN annonce la création d'atomes d'antihydrogène, formés, chacun, d'un antiproton et d'un positon[2]. En 2010, une publication du CERN, dans la revue britannique Nature, décrit la production, la capture et la conservation pendant un dixième de seconde d'une trentaine d'antiatomes d'hydrogène, une durée de vie suffisante pour étudier leurs propriétés[2],[3].

Masse

La masse de l'antiproton (en fait, le rapport de cette masse à celle de l'électron) est mesurée en 2011 à l'Institut Max-Planck d'optique quantique (Garching bei München, Allemagne) avec une précision de 8 × 10−10 (0,8 milliardième) : aucune différence entre les masses du proton et de l'antiproton n'est décelée à ce niveau de précision[4],[5]. En 2015, cette limite supérieure est abaissée à 6,9 × 10−11 (~0,07 milliardième)[6].

Production

Il est possible de créer des antiprotons par une collision de particules à haute énergie qui les porte à une température deux millions de fois plus importante que celle de la matière située au centre du Soleil[note 1], ce qui nécessite de les refroidir très fortement[7],[8].

En , un antiproton est placé en superposition quantique pendant 50 secondes, au sein de l’expérience BASE du Cern, faisant de lui, le tout premier qubit d’antimatière[9]« [Appliqué à] une pièce de monnaie dans le « monde microscopique » face et pile [matière et antimatière] pourraient correspondre à un état « 0 » et un état « 1 » en même temps dans le cas d'un système quantique[10] à deux états comme disent les physiciens, c'est-à-dire un analogue quantique des bits d'informations dans un ordinateur classique. On est alors en présence d'un bit quantique, ou qubit, pour les fameux ordinateurs quantiques » nous renseigne Laurent Sacco de Futura[11].

Stockage et transport

En 2026, un conteneur de 92 antiprotons, refroidis à −268 °C et piégés par des champs magnétiques et électriques de manière à les isoler de tout contact avec de la matière, est chargé au CERN sur un véhicule pour un test réussi de transport[12].

Notes et références

Notes

  1. ↑ Soit environ 15 000 000 K (voir Soleil).

Références

  1. ↑ Yuval Ne'eman et Yoram Kirsh (trad. Geneviève Bugnod), Les Chasseurs de particules, Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », , 345 p. (ISBN 978-2-7381-0684-1 et 2738106846, OCLC 41582776, BNF 37039928), p. 111.
  2. 1 2 Christian Gruber et Philippe-André Martin, De l'atome antique à l'atome quantique : à la recherche des mystères de la matière, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, , 329 p. (ISBN 978-2-88915-003-8 et 2889150038, OCLC 862210012, BNF 43685831), p. 290-291.
  3. ↑ Tristan Vey, « Des atomes d'antimatière «capturés» en laboratoire », Le Figaro, (consulté le ).
  4. ↑ Laurent Sacco, « La masse de l'antiproton mesurée avec une précision record », sur Futura, (consulté le ).
  5. ↑ Sean Bailly, « L'antiproton a bien la même masse que le proton », Pour la science, (consulté le ).
  6. ↑ (en) S. Ulmer, C. Smorra, A. Mooser, K. Franke, H. Nagahama et al., « High-precision comparison of the antiproton-to-proton charge-to-mass ratio », Nature, vol. 524,‎ , p. 196-199 (DOI 10.1038/nature14861 Accès libre).
  7. ↑ Paul Indelicato, « Des pommes, des poires et de l’antigravité? », sur lejournal.cnrs.fr, (consulté le ).
  8. ↑ Laurent Sacco, « Record au Cern : le gaz d'antiprotons le plus froid sur Terre », sur Futura, (consulté le ).
  9. ↑ « On a créé un qubit d’antimatière », Science-et-Vie, no 1297,‎ , p. 18
  10. ↑ Un système quantique est ensemble constitué d'un ou de plusieurs objets quantiques
  11. ↑ Futura Science / « C'est stupéfiant : le Cern fabrique des qubits d'ordinateurs quantiques avec de l'antimatière ! » article de Laurent Sacco relu par Suzanne Lapauze - le 29 juillet 2025 (consulté le 28 avril 2026)
  12. ↑ Avec AFP, « Première mondiale : une équipe du Cern parvient à transporter de l'antimatière », sur sciencesetavenir.fr, (consulté le )

Liens externes

  • icône décorative Portail de la physique
Cet article est issu de Wikipédia. Sauf mention contraire, le texte est disponible sous Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0. Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.