Petites précisions sur la « fabrication » d’anti matière

[daniel100]

Bonjour,

J’ai lu que l’on pouvait « fabriquer « de l’anti matière en laboratoire.

Par quel mystère pouvons nous inverser la polarité des électrons et des protons ? même si ce n’est que pour un atome ?

Merci,
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[Gilgamesh]

Bonjour,

J’ai lu que l’on pouvait « fabriquer « de l’anti matière en laboratoire.

Par quel mystère pouvons nous inverser la polarité des électrons et des protons ? même si ce n’est que pour un atome ?

Merci,

On ne provoque rien de tel. On dispose simplement d'une densité d'énergie suffisante au point d'impact pour matérialiser des couples particules-antiparticules. Ca peut être des collisions provoquées dans un accélérateur de particule ou des collisions naturelles sous l'effet du rayonnement cosmique.

[bb98]

Bonjour

On notera l'amusant désintégration béta :

Potassium40 --> Calcium40 + électron + antineutrino

Un corps humain normal produit environ 4000 anti neutrinos par seconde

[daniel100]

Merci,

Comment reconnaitons une anti particule ? la polarité ?

De même pour les anti neutrinos !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Ou mieux encore :
Fluor 18 -> Oxygène 18 + positron (anti-électron) + neutrino.

Fabriquer des positrons est assez "facile". Des antiprotons et des antineutrons, c'est une autre paire de manche.

[daniel100]

Quand on parle d’anti matière, cela ne concerne que des particules ? y-a-t-il des atomes « complet » d’anti matière ?

[Quarkonium]

Oui, les propriétés de l'antimatière étant (quasiment) identique à celles de la matière, on peut former des antiatomes d'hydrogène en associant un antiproton et un positron.

[Gilgamesh]

Quand on parle d’anti matière, cela ne concerne que des particules ? y-a-t-il des atomes « complet » d’anti matière ?

On sait synthétiser de l'antihydrogène en refroidissant des antiprotons et des antiélectrons (aka positron), puis à les piéger dans des champs magnétiques pour pouvoir les étudier avant qu'ils s’annihilent au contact avec le gaz résiduel ou les parois de la chambre à vide. Y'a l'expérience ALPHA au Cern dont c'est l'objet par exemple.

Pour l'instant on ne voit pas du tout comment on pourrait créer des noyaux de nombre de masse A plus élevé que 1 (anti-deuton A=2, Z=1, anti-hélium A=4, Z=2, anti-carbone A=12 Z=6, etc). Il faudrait pour cela combiner des antineutrons et des antiprotons. La réaction nucléaire qui ouvre la chaîne c'est celle qui combine p+n pour donner du deutérium. C'est ce qui se passe dans le Soleil par exemple, mais la réaction possède une section efficace incroyablement faible, ce qui fait que la demi-vie du protons au cœur du Soleil est de dix milliards d'années. On ne sait pas la reproduire en accélérateur avec p+n normaux, qu'on peut pourtant manipuler en grosse quantité, alors avec des anti-particules, c'est encore plus hypothétique.

[papy-alain]

L'inversion de la charge électrique est elle la seule caractéristique des antiparticules ?

[Gilgamesh]

Ça concerne tous ses nombres quantiques (sauf le spin, l'impulsion et la masse). L'antiparticule d'un quark up portant un charge de couleur rouge et une charge électrique +2/3, porte une charge de couleur anti-rouge et une charge électrique -2/3.

L'idée est que la somme des deux doit pouvoir donner deux photons, qui ont une charge de couleur et électrique nulle.

[Quarkonium]

Il y a également inversion de la charge leptonique ou baryonique

[daniel100]

Je fais un petit calcul pour quantifier l’énergie dégagée par la collision entre un atome d’hydrogène et un d’anti hydrogène.

J’ai pris e=mc², il ne me restait plus qu’à trouver la masse de l’hydrogène, je n’ai pas comprit les unités utilisées, j’ai donc pris une masse atomique de 10 puissance -27 g, et je tombe sur 10 puissance -22 J.

Sur wikipédia il est dit qu’un gramme d’antimatière dégagerait 10 puissance 14 J (les premières bombes atomiques).

C’est tiptop ça, puisse que l’on sait fabriquer de l’anti hydrogène, pourquoi l’intelligence humaine dans toute ca splendeur mal seine n’a pas de bombe à base d’anti matière ? Pas de radioactivité, que du bonheur !

Quelque chose me dit que la fabrication est un peu risquée, mais dans l’avenir ? Quitte à fabriquer ces bombes dans l’espace et non sur terre.

Je suis également intéressé par l’énergie dégagée (calcul souhaité) entre deux atomes d’hydrogène anti et non anti matière, je n’ai pas trop confiance à mon premier calcul.

Merci,

[Gilgamesh]

On est (très) loin de disposer de 1 g d'antimatière dans le monde entier à la fois parce qu'on en produit très peu, avec une rendement énergétique très bas et qu'une fois crée, on ne sait pas la stocker durablement.

Si on y consacrait tous les accélérateurs du CERN, on ne produirait pas plus d'un milliardième de gramme par an. Depuis la création du CERN le total d'antimatière produit représente ~ 10 nanogrammes (soit de quoi alimenter une ampoule de 60 W pendant 4 heures).

Le rendement énergétique de conversion d'énergie électrique en antimatière est de l'ordre du milliardième.

La durée record de stockage dans les piège de Poyting doit être de l'ordre d'un quart d'heure, en général ça se compte en milliseconde.

[papy-alain]

Ça concerne tous ses nombres quantiques (sauf le spin, l'impulsion et la masse). L'antiparticule d'un quark up portant un charge de couleur rouge et une charge électrique +2/3, porte une charge de couleur anti-rouge et une charge électrique -2/3.

L'idée est que la somme des deux doit pouvoir donner deux photons, qui ont une charge de couleur et électrique nulle.

Il y a également inversion de la charge leptonique ou baryonique

Alors, comment définit on l'antineutrino ?

[Gilgamesh]

Alors, comment définit on l'antineutrino ?

On le définit par son nombre leptonique de -1.

Mais il existe toujours une possibilité théoriquement ouverte que le neutrino soit un fermion de Majorana, c'est à dire qu'il constitue sa propre antiparticule. Ce qui signifie que concrètement on ne sait pas les distinguer (sinon le débat serait déjà clôt).

[daniel100]

Très instructif, merci,

Je n’avais aucune idée de ce qu’était l’anti matière, maintenant j’en sais suffisamment en fonction de ma compréhension.

[Deedee81]

Salut,

Pour l'instant on ne vois pas du tout comment on pourrait créer des noyaux de nombre de masse A plus élevé que 1 (anti-deuton A=2, Z=1, anti-hélium A=4, Z=2, anti-carbone A=12 Z=6, etc). Il faudrait pour cela combiner des antineutron et des antiprotons. La réaction nucléaire qui ouvre la chaîne c'est celle qui combine p+n pour donner du deutérium. C'est ce qui se passe dans le Soleil par exemple, mais la réaction possède une section efficace incroyablement faible, ce qui fait que la demi-vie du protons au cœur du Soleil est de dix milliards d'années. On ne sait pas la reproduire en accélérateur avec p+n normaux, qu'on peut pourtant manipuler en grosse quantité, alors avec des anti-particules, c'est encore plus hypothétique.

Je me demande si une fusion (anti-)muonique ne serait pas envisageable (même si elle est inadaptée pour produire de l'énergie, elle pourrait être utile pour produire de l'anti-hélium, du moins quand on disposera de quantités stables et suffisantes d'anti-hydrogène).

Mais il existe toujours une possibilité théoriquement ouverte que le neutrino soit un fermion de Majorana, c'est à dire qu'il constitue sa propre antiparticule. Ce qui signifie que concrètement on ne sait pas les distinguer (sinon le débat serait déjà clôt).

Cela pourrait produire des doubles désintégrations bêta (sans émission de neutrino). Mais jusqu'ici les résultats sont négatifs.
Mais absence de preuve n'est pas preuve d'absence et vu le faible nombre d'événements attendus, il est encore trop tôt pour trancher.

[Gilgamesh]

Je me demande si une fusion (anti-)muonique ne serait pas envisageable.

Tu ferais ça comment ?

[Deedee81]

Salut,

Tu ferais ça comment ?

On utilise des antiprotons refroidis et on y balance des anti-muons, ils se lient aux protons pour fabriquer des atomes muoniques puis des molécules "H2", ce qui va rapprocher suffisamment les protons pour la fusion.

Mais il y a une difficulté à laquelle j'ai pensé (mais un peu tard, j'étais sur l'autoroute)

La fusion muonique fonctionne bien surtout avec le mélange le plus "facile" : deutérium + tritium.
Or ici on part de protons dont on sait notoirement (c'est le moteur des étoiles) que la fusion est fort difficile (cycle proton-proton par exemple).
Et là je pense que la fusion muonique serait tout bonnement inefficace.

C'était une fausse bonne idée.

La difficulté à franchir est donc la formation du deutérium.

[daniel100]

Vous faites référence à des rayonnements gamma.

Le rayonnement gamma est-il synonyme de radioactivité ?

Une désintégration d’antimatière émet-elle de la radioactivité ?

[Carcharodon]

La durée record de stockage dans les piège de Poyting doit être de l'ordre d'un quart d'heure, en général ça se compte en milliseconde.

il y a une poignée d'années, un scientifique a fait un voyage en avion avec une receptacle contenant quelques atomes d'antimatière, afin de prouver :
- qu'on peut la transporter dans un receptacle de taille raisonnable (portable par un humain)
- qu'on peut conserver cette AM plusieurs heures dans ce receptacle
- qu'on peut donc a terme avoir des usines de productions capables de délivrer de l'AM chez le client.

Je ne sais pas comment ça a bougé depuis, mais ça avait quand même fait du bruit ça.
Je n'ai pas trouvé de référence, c'est juste de mémoire.
Quelqu'un pourrait confirmer / infirmer, svp ?

[Gilgamesh]

Ça ne me dit rien. Mais le record de l'expérience ALPHA qui date de 2011, c'est 16 minutes pour des atomes d'antimatière. Et c'est pas des équipements du genre portatifs...

http://press.cern/press-releases/201...s-1000-seconds

[Mct92mct]

Bonjour Gilgamesh,
j'ai entendu parler d'une expérience en laboratoire pour mesurer l'effet de la gravitation sur l'anti matière.
A t'on eu des résultats probants ou la question est toujours d'actualité?

[Gilgamesh]

Oui, c'est l'expérience Aegis, qui fonctionne avec l'expérience ALPHA déjà citée. C'est toujours d'actualité, mais rien de neuf depuis un bail.

http://www.futura-sciences.com/scien...a-aegis-46269/

[Mct92mct]

merci pour la réponse et les liens .