17. Antimatière

En marchant dans la rue, vous rencontrez une réplique de vous-même. C’est votre jumeau d’antimatière. Allez-vous vous serrer la main ? L’existence de l’antimatière a été prédite dans les années 1920 et découverte expérimentalement dans les années 1930. C’est une image en miroir de la matière dans laquelle charges, énergie et autres propriétés physiques changent de signe. Ainsi, un anti-électron – on dit un positron – a la même masse que l’électron mais possède une charge positive. De même, les protons et autres particules ont leurs jumeaux d’antimatière.Energie negative En élaborant une équation pour l’électron en 1928, le physicien britannique Paul Dirac remarqua qu’elle laissait la possibilité que les électrons aient une énergie négative aussi bien que positive. De la même façon que l’équation x 2 = 4 possède les solutions x = 2 et x = − 2, Dirac avait deux façons de résoudre le problème : l’énergie positive était le résultat escompté, associé à un électron normal, mais le concept d’énergie négative était dénué de sens. Ou alors, plutôt qu’ignorer ce terme embarrassant, suggérer que de telles particules pourraient bien exister en fin de compte, ce qu’il fit. C’est cet état complémentaire de la matière qu’on nomme « anti »-matière.Antiparticules Le soupçon sur l’existence de l’antimatière vint rapidement. En 1932, Carl Anderson confirma expérimentalement l’existence des positrons. Il suivait la piste d’une pluie de particules produites par les rayons cosmiques (particules énergétiques provenant de l’espace qui peuvent s’écraser dans l’atmosphère) quand il vit la trace d’une particule chargée positivement possédant la masse de l’électron, le positron…