Selon les médias étrangers, l’antimatière est une substance difficile à étudier, notamment parce qu’elle détruira tout récipient dans lequel vous essayez de la mettre. Mais maintenant, des physiciens du CERN ont mis au point un nouveau piège à antimatière qui peut refroidir des échantillons en quelques secondes au lieu de plusieurs heures. Cette avancée permet aux scientifiques d’étudier de plus grands échantillons plus longtemps, ce qui pourrait aider à percer certains des plus grands mystères de l’univers.
L’antimatière est le “jumeau maléfique” de la matière régulière qui domine le monde qui nous entoure. La principale différence entre les deux est que ses particules ont la charge électrique opposée aux particules ordinaires, mais ce simple changement a une implication majeure – si les particules de matière et d’antimatière se rencontrent, elles s’annihilent dans une explosion d’énergie.
Heureusement, l’antimatière est extrêmement rare dans l’univers d’aujourd’hui, mais les scientifiques ne savent pas pourquoi. Selon le modèle standard, le Big Bang aurait dû créer des quantités égales de matière et d’antimatière, qui auraient alors dû entrer en collision et anéantir la majeure partie de l’univers avant qu’il ne commence réellement. Le fait que nous le remettions en question ici maintenant montre que cela ne s’est pas produit, mais ce qui fait pencher la balance vers la matière reste l’un des mystères les plus déroutants de la science.
Malheureusement, la rareté et l’instabilité de l’antimatière rendent l’étude de ce problème difficile. Il ne peut être produit qu’en petites quantités dans des dispositifs tels que le Large Hadron Collider. Dans ces dispositifs, les particules sont écrasées ensemble pour créer des paires de particules de matière et d’antimatière. Ensuite, l’antimatière est très difficile à stocker, et évidemment on ne peut pas mettre de l’antimatière dans un bocal car l’antimatière disparaît soudainement dès qu’elle entre en contact avec la matière.
Les scientifiques stockent donc l’antimatière dans des pièges dits de Penning, qui utilisent des champs électromagnétiques pour suspendre les particules et les antiparticules dans le vide. Ces échantillons sont souvent refroidis à des températures extrêmement basses pour réduire le bruit, mais les techniques normalement utilisées pour la matière sont difficiles à appliquer à l’antimatière. Aujourd’hui, des chercheurs du CERN ont mis au point un nouveau piège pour refroidir l’antimatière qui augmente la taille de l’échantillon disponible pour les expériences sur l’antimatière et améliore la précision des mesures.
Le refroidissement laser est une technologie de pointe, essentiellement, lorsqu’un atome est frappé par un faisceau laser, il absorbe et réémet des photons, ce qui modifie son élan. Malgré les récentes percées dans le domaine d’un autre projet du CERN, il a été difficile de faire en sorte que l’antimatière réponde directement à cette approche. Au lieu de cela, l’antimatière peut être refroidie indirectement par refroidissement laser des ions proches, qui absorbent alors la chaleur des particules d’antimatière. Mais le problème revient à mettre matière et antimatière dans le même piège.
Pour ce faire, dans la nouvelle version, les scientifiques de BASE du CERN ont utilisé un circuit résonnant supraconducteur de 3,5 pouces pour connecter deux pièges de Penning, l’un contenant un amas d’ions béryllium et l’autre un antiproton. Lorsque le béryllium est refroidi par le laser, l’énergie est transférée des antiprotons aux ions, puis à travers le circuit, refroidissant les antiprotons.
L’équipe a déclaré que cette méthode pourrait refroidir l’échantillon à une température plus basse plus rapidement que d’habitude.
“Il s’agit d’une étape importante dans la spectroscopie à piège de Penning de précision”, a déclaré Christian Smorra, l’un des auteurs de l’étude. “En optimisant la procédure, nous devrions être en mesure d’atteindre des températures de particules de l’ordre de 20 à 50 milliLikewen (mK). , Idéalement le temps de refroidissement est de l’ordre de 10 secondes, la méthode précédente nous permettait d’atteindre 100 mégawatts en 10 heures.
Cela ouvre la voie à des mesures plus précises, ce qui pourrait expliquer pourquoi il y a si peu d’antimatière dans l’univers. On pense que la charge électrique est la seule véritable différence entre la matière et l’antimatière (et les changements subtils des nombres quantiques), mais il vaut mieux ne pas se fier aux hypothèses. Les scientifiques étudient certaines des propriétés fondamentales de l’antimatière et les comparent à d’autres matières – si quoi que ce soit, cela pourrait détenir la clé de tout le mystère.
“Notre vision est d’améliorer continuellement la précision des comparaisons matière-antimatière pour mieux comprendre l’asymétrie matière-antimatière de l’univers”, a déclaré Stefan Ulmer, l’un des auteurs de l’étude. constante d’antimatière au niveau du téraflop.”
