antimatière: production et stockage

[invite687e0d2b]

bonsoir,

voici quelques questions que je me posent et à laquelle j'aimerais avoir une réponse ou un lien sur le sujet:

_ Connait-on un moyen de nos jours pour produire de l'antimatière (même en très petite quantitée)? a-t-on dèjà réussi à le faire? si oui, qu'est-ce qui empêche l'exploitation de celle-ci comme nouvelle source d'énergie: la production en "grandes" quantitées, le stockage ou la rentabilitée? pense-t-on un jour réussir à exploite cette source d'énergie étant donnée qu'elle est sans pollution, sans déchêts, et qu'elle est beaucoup plus productif en énergie que les centrales nucléaires? est-ce que l'antimatière peut représenter un danger pour l'humanité entre autre si elle est exploitée comme une bombe?

merci de répondre à ces questions,
bonsoir
-----

[mtheory]

tss, tss tu ne connais pas le dossier Futura ?

http://www.futura-sciences.com/compr...ssier501-1.php

[invite687e0d2b]

merci beaucoup pour ce lien mais il n'a pas répondu à queques unes de mes questions: le stockage? comment peut-on stocker l'antimatière? pourquoi ne peut-elle pas être exploitée? représente-elle un danger?

[mtheory]

merci beaucoup pour ce lien mais il n'a pas répondu à queques unes de mes questions: le stockage? comment peut-on stocker l'antimatière? pourquoi ne peut-elle pas être exploitée? représente-elle un danger?

Il existe ce qu'on appelle des 'bouteilles magnétiques' qui permettent de stocker de l'anti-matière.C'est une configuration de champs magnétiques qui isolent les particules de matières de celles d'anti-matières,sans quoi elles s'annihileraient.
Pour exploiter l'énergie de l'anti-matière il faudrait en trouver sur Terre en grande quantité,ce n'est pas le cas.
On peut en fabriquer mais il faut de l'énergie pour ça,donc on ne gagne rien au final

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite687e0d2b]

On peut en fabriquer mais il faut de l'énergie pour ça,donc on ne gagne rien au final

si on produit par exemple 1 kilograme d'antimatière avec une certaine énergie E on pourait ensuite l'anhiler avec un autre kilogramme de matière et on aura donc l'énergie d'une masse de deux kilogrames ce qui nous fait 2*E, on a donc un gain d'énergie égale à 2*E - E = E . où est le problème?

[invite687e0d2b]

Il existe ce qu'on appelle des 'bouteilles magnétiques' qui permettent de stocker de l'anti-matière.C'est une configuration de champs magnétiques qui isolent les particules de matières de celles d'anti-matières,sans quoi elles s'annihileraient.

ces bouteilles sont parfaitement vides, je suppose?

[mtheory]

si on produit par exemple 1 kilograme d'antimatière avec une certaine énergie E on pourait ensuite l'anhiler avec un autre kilogramme de matière et on aura donc l'énergie d'une masse de deux kilogrames ce qui nous fait 2*E, on a donc un gain d'énergie égale à 2*E - E = E . où est le problème?

Parce qu'il faut beaucoup plus que l'équivalent en énergie de 1 Kg d'antimatière pour fabriquer ce kilogramme .
Tu dois dépenser beaucoup plus que la masse en énergie d'un électron+un positron (création par paire obligatoire) pour les créer en accélérateurs.

[Coincoin]

Et même avec un super bon rendement, tu te retrouves toujours avec la même masse de matière que d'antimatière... à moins d'aller chercher dans des réactions spéciales qui violent la symétrie P.

[invitee9ed9cad]

On peut en fabriquer mais il faut de l'énergie pour ça,donc on ne gagne rien au final

Aujourd'hui il n'y a aucun doute, evidemment.
Mais demain, je suis persuadé qu'on trouvera un intérêt à pouvoir stocker et utiliser de façon délocalisée (par rapport au lieu de production) la plus formidable énergie que la physique nous mette "facilement" à disposition.
Avant, bien sûr, il faut resoudre les problèmes de stockage et de production de masse.
C'est clair que c'est pas pour tout de suite ... mais à mon avis l'utilisation de l'antimatière est incontournable dans notre futur (si on fait pas tout peter avant).

[invite687e0d2b]

Parce qu'il faut beaucoup plus que l'équivalent en énergie de 1 Kg d'antimatière pour fabriquer ce kilogramme .
Tu dois dépenser beaucoup plus que la masse en énergie d'un électron+un positron (création par paire obligatoire) pour les créer en accélérateurs.

la création par paire est obligatoire? çà change tout alors... et si on supposait qu'on puisse violer cette règle est-ce qu'il y aurait alors un bon rendement?

[invite687e0d2b]

Et même avec un super bon rendement, tu te retrouves toujours avec la même masse de matière que d'antimatière...

pas très clair, je ne comprends pas?

[Coincoin]

Il y a une certaine symétrie entre la matière et l'antimatière : c'est la symétrie P. Ca veut dire que si tu crée de l'antimatière par une certaine réaction, tu dois créer autant de matière, car la réaction se comporte de la même manière vis-à-vis de la matière que de l'antimatière.

Même si on sait que certaines réactions violent cette symétrie, ce n'est pas le cas de la plupart des réactions.

Mais bien sûr, ça n'empêche pas que l'antimatière peut servir de vecteur d'énergie, à défaut d'être une source. Beaucoup de vaisseaux de science-fiction l'utilisent...

[invitee9ed9cad]

mais à mon avis l'utilisation de l'antimatière est incontournable dans notre futur (si on fait pas tout peter avant).

D'ailleurs n'omettons pas de citer les applications actuelles en médecine : imagerie a emission de positon, et tout un tas d'autres trucs.
Dans ce cas l'AM n'est pas utilisée pour son rendement energétique, mais pour ses facultés physiques, qui permettent l'observation (annihilation detectable aux instruments).
Donc on ne cherche pas a obtenir un rendement.

Mais même si on est toujours dramatiquement déficitaire dans le rendement (même a 3 contre 1), il y aura a terme des applications qui en tireront avantageusement parti, voir ne pourront pas s'en passer.

[invite687e0d2b]

ok merci pour toutes ces explications... conclusion: il est très peu probable que l'antimatière représente un jour une source d'énegie éfficace...

[Coincoin]

D'un point de vue énergétique, pour utiliser E=mc², il est bien plus intéressant de faire de la fusion ou de la fission nucléaires.

[invite3ff5042b]

Salut,

Peut on utiliser de l'anti-matière pour annihiler des noyaux radioactifs ?

Bonne continuation.

[invite687e0d2b]

l'antimatière a quand même l'avantage de pouvoir délivrer en un coup beaucoup plus d'énergie que la fusion ou la fission et son utilision est beaucoup plus simple ce qui la renderait particulièrement efficace en tant que bombe... par contre en tant que source d'énergie... je pense donc que l'utilisation de l'AM fera beaucup plus de mal que de bien. ???

[deep_turtle]

Peut on utiliser de l'anti-matière pour annihiler des noyaux radioactifs ?

Pas les annihiler complètement, mais les transformer en autre chose, c'est vraisemblable. Tu penses à une utilisation pour traiter des déchets ? Je n'avais jamais vu cette proposition avant, ça semble malin, mais comme le rappellent les messages ci-dessus, c'est pas si facile de faire de l'antimatière et je ne suis pas sûr qu'au même coût énergétique il n'y ait pas des solutions plus simples (mais j'en sais rien...).

[EspritTordu]

Si les positrons ne consituent pas à l'heure d'aujourdhui une source d'énergie,il peuvent constituer une solution de transport de l'énergie, non?

Comment produit-on des positrons dans les accélérateurs, en créant des émetteurs bêta?

[invite2c2d8c8c]

L'antimatière n'est pas du tout une source d'energie puisqu'il faut plus d'energie poru en fabriquer qu'elle en libère.
C'est une méthode de STOCKAGE qui possède un fort potentiel dans :
- les voyages spatiaux car le poids du carburant est très important dans la vitesse maximale du véhicule.
- une arme très puissante miniaturisée

La seule solution pour que l'anti matiere soit une source d'energie est qu'elle existe à l'état "naturel" dans l'Univers en grande quantités (on sait que les supernovae expluse de l'antimatiere par exemple)
Dans ce cas là, on pourrait imaginer envoyer des vaisseaux capturer des milliers de tonnes d'antimatière (mais le voyage durerait probablement des siècles? ) pour les ramener vers une base spatiale et avoir ainsi des réserves d'energie phénoménales pour une exploration intersidérale et une colonisation d'autre systemes solaires
Mais la c'est de la science fiction (peut etre un jour relle) ?

[invite2c2d8c8c]

On peut aussi imaginer dans un futur plus proche (mais encore loin) des centrale solaires tres proches du soleil (quelques millions de KMs seulement) qui fabriqueraient des quatités d'electricité ENORME pour créer beaucoup d'antimatière, qui serait ensuite convoyée vers les vaisseaux qui en auraient besoin.

[invitea3fc981a]

Il y a une certaine symétrie entre la matière et l'antimatière : c'est la symétrie P.

Euh il me semblait que l'antimatière avait les mêmes propriétés que la matière (même masse etc.) mais que la charge électrique était opposée ? Auquel cas c'est la symétrie C qui existe entre les deux, non ? Me trompe-je ?

La symétrie P est la symétrie de parité, autrement dit elle revient à inverser les positions : (x,y,z) devient (-x,-y,-z). Si on inverse les positions de toutes les particules dans l'Univers, cela ne le transforme pas pour autant en Univers d'antimatière. Alors que si on inverse uniquement toutes les charges électriques (symétrie C), alors cela revient à changer toute la matière en antimatière.

Au final c'est la symétrie CPT qui est conservée : pour obtenir le même Univers avec les mêmes lois physiques, il faut inverser à la fois les charges (C), les positions (P) et le temps (T).

J'ai bon ou j'ai rien compris ?

[Coincoin]

Tu as tout à fait raison. Je me demande comment j'ai pu faire un lapsus aussi gros (je devais avoir CP en tête).

[invitea3fc981a]

Bah les canards ont droit à leurs moments de fatigue, avec toutes ces migrations au fil des années...

Pour en revenir à cet histoire de "stockage" de l'antimatière, il est vrai que des pièges électromagnétiques permettent de confiner les particules chargées ; mais il reste assez compliqué de piéger des anti-atomes qui, comme les atomes, sont électriquement neutres et ne peuvent pas être emprisonnés grâce à des champs électromagnétiques.

Des équipes de chercheurs utilisent ce genre de pièges pour confiner des positrons (=anti-électrons) et des antiprotons dans le même espace, pour former de l'anti-hydrogène. L'expérience s'appelle Athena et se déroule principalement au CERN. Comme je viens de l'expliquer, les atomes d'anti-hydrogène ne sont pas affectés par les pièges électromagnétiques, ils s'en échappent pour aller heurter les détecteurs soigneusement placés autour de l'expérience. D'après ce que j'ai lu, les chercheurs espèrent quand même avoir le temps de faire des mesures de spectres lumineux sur ces anti-atomes, pour les comparer au spectre de l'atome d'hydrogène. Je trouve ça super passionnant !

Pour plus d'infos vous pouvez lire cet article et les liens associés.

[Floris]

Un anti atome d'hydrogen devrai avoir le même spectre que l'atome d'hydrogen non?

Merci

[invitea3fc981a]

Un anti atome d'hydrogen devrai avoir le même spectre que l'atome d'hydrogen non?

Eh bien justement ce n'est pas si évident, à cause de ces histoires de symétries C et P qui se brisent, la matière et l'antimatière ne sont pas exactement symétriques l'une par rapport à l'autre... Ce genre d'expérience a justement pour but de tester toutes ces choses là.

Mais je ne suis pas spécialiste de ces brisures de symétrie, quelqu'un d'autre saura certainement mieux t'éclairer sur le sujet ! En attendant tu peux lire cet article sur Wikipedia sur la symétrie CP, et les articles associés sur les symétries C, P et T.

[invite2c2d8c8c]

Est ce que ça consomme beaucoup d'energie de stocker de l'antimatière dans un champ magnétique, ou est ce que c'est négligeable par rapport à l'energie produite par la désintégration de l'antimatière ?

Et quel est l'intérêt de vouloir de l'anti hydrogene si les antiprotons sont plus faciles à stocker ??

[invitea3fc981a]

Est ce que ça consomme beaucoup d'energie de stocker de l'antimatière dans un champ magnétique, ou est ce que c'est négligeable par rapport à l'energie produite par la désintégration de l'antimatière ?

ça coûte beaucoup plus d'énergie j'imagine oui, et le production d'antiparticules consomme beaucoup d'énergies aussi comme il a été expliqué plus tôt dans cette discussion, car il faut tout l'appareillage d'un accélérateur de particules...

Et quel est l'intérêt de vouloir de l'anti hydrogene si les antiprotons sont plus faciles à stocker ??

Créer des antiparticules est intéressant en soi, mais pour comprendre comment ces antiparticules interagissent entre elles, il est intéressant à un moment donné de former des anti-atomes, et plus tard pourquoi pas des anti-molécules... C'est comme quand on étudie la matière, on ne se borne pas à étudier uniquement des particules seules, mais les structures qu'elles peuvent former.

[Floris]

Eh bien justement ce n'est pas si évident, à cause de ces histoires de symétries C et P qui se brisent, la matière et l'antimatière ne sont pas exactement symétriques l'une par rapport à l'autre... Ce genre d'expérience a justement pour but de tester toutes ces choses là.

Mais je ne suis pas spécialiste de ces brisures de symétrie, quelqu'un d'autre saura certainement mieux t'éclairer sur le sujet ! En attendant tu peux lire cet article sur Wikipedia sur la symétrie CP, et les articles associés sur les symétries C, P et T.

Bonjour konrad, merci beaucoup pour ta réponse. Une petit chose le fait que la matières et l'anti matiere ne soit pas exactement symétrique impliquerais t'il des propriètèes sur ses interaction fondamentale comme l'électromagnetisme, la gravité etc ? Enfin c'est sans doute une question idiote.


Merci
Bien amicalement
flo

[Coincoin]

On sait déjà depuis quelques dizaines d'années que la matière et l'antimatière ne sont pas parfaitement symétriques. La faute est due à l'interaction faible qui n'est pas CP-symétrique. Par contre, l'interaction électromagnétique et l'interaction forte le sont (a priori).