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Antimatière



  1. #1
    law113

    Antimatière


    ------

    Bonjour à tous...
    (et bonne année)..

    Je me posais une question...
    À ce que je crois comprendre...pour que 2 particules de matière et d'antimatière s'annihilent, il faut que ce soient les mêmes, par exemple un proton et un antiproton.
    Du coup que se passe t'il pour 2 particules de nature différente : par exemple un proton et un anti'quelquechose d'autre'.?

    Merci,merci!

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Salut,

    Citation Envoyé par law113 Voir le message
    Du coup que se passe t'il pour 2 particules de nature différente : par exemple un proton et un anti'quelquechose d'autre'.?
    A faible énergie et pour des particules stables : rien.

    Un antiproton, par exemple, et un électron vont juste se repousser (ils ont même charge électrique) comme le feraient deux électrons (sauf que l'antiproton est plus lourd). Sans plus.

    Les lois de conservation ne permettent pas l'annihilation de l'antiproton avec l'électron (ou une annnihilation "partielle").

    Pour des particules instables, la situation peut être différente. Un antineutron va se désintégrer en un antiproton, un positron et un neutrino. Un électron qui est dans le coin pourrait s'annihiler avec ce positron.

    A haute énergie, dans de fortes collisions, il y aura production d'une floppée de particules, mais ni plus ni moins qu'en se faisant heurter deux protons par exemple.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    law113

    Re : Antimatière

    merci..!


    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message

    A faible énergie et pour des particules stables : rien.
    du coup peut on imaginer des assemblages (particule, atome, molécule, ...) contenant matière et antimatière, du moment que l'expérimentateur
    prend bien soin de laisser éloignées les "paires appariées" ?
    (en toute théorie, car en pratique cela doit surement être impossible...)

  4. #4
    Hermillon73
    Animateur Orientation

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par law113 Voir le message
    merci..!




    du coup peut on imaginer des assemblages (particule, atome, molécule, ...) contenant matière et antimatière, du moment que l'expérimentateur
    prend bien soin de laisser éloignées les "paires appariées" ?
    (en toute théorie, car en pratique cela doit surement être impossible...)
    Bonsoir,

    Si, c'est possible experimentalement.
    Le seul assemblage matiere-antimatiere qui me vient a l'esprit est le positronium.

    Un coup d'oeil dans wikipedia m'apprend que le di-positronium aurait ete cree en 2007.

    Cordialement.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    vaincent

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par Hermillon73 Voir le message
    Le seul assemblage matiere-antimatiere qui me vient a l'esprit est le positronium.
    Bonsoir,

    pas seulement, il en existe des tas ! L'ensemble des représentants de la famille des mésons(pions, J/psi, kaons, etc...) sont composés d'un quark et d'un anti-quark.

  7. #6
    law113

    Re : Antimatière

    Super...!
    Merci... Je prend un peu wiki pour la suite...

  8. #7
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Salut,

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    pas seulement, il en existe des tas ! L'ensemble des représentants de la famille des mésons(pions, J/psi, kaons, etc...) sont composés d'un quark et d'un anti-quark.


    Merci Vaincent. Je cherchais un exemple et je n'en trouvais pas alors qu'il y a ce cas évident. L'arbre me cachait la forêt

    Question : existe-t-il un "assemblage" matière - antimatière, de particules différentes et stables (particules et assemblages) ?

    A priori, je n'en vois pas. Les seules particules stables sont les protons et neutrons (dans un noyau), les électrons, les neutrinos. Et impossible d'assembler un antiproton avec un électron, ils ont même charge électrique.

    Tiens, en passant, info récente. Deux équipes ont pu ralentir des antihydrogènes (par des méthodes différentes) et les maintenir pendant un temps court (avant désintégration avec les atomes de matières résiduels). On est très proche de pouvoir étudier de l'antimatière comme on le fait de la matière. Par exemple, étudier le spectre de l'antihydrogène.

    Si ma mémoire est bonne, c'était dans le dernier PLS.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Si ma mémoire est bonne, c'était dans le dernier PLS.
    C'est aussi dans le dernier LaRecherche (je l'ai sous les yeux ).

    Le CERN a réussi a piéger 38 atomes d'antihydrogènes dans un piège magnétique pedant 172 millisecondes.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    law113

    Re : Antimatière

    Re-
    J'ai encore une petite question finalement..'-)

    Si on met en contact de la matière ordinaire (par exemple un alliage de métaux) avec son antimatière, qu'est ce qui réagit, finalement?
    Molécule contre antimolêcule, proton antiproton et electron positron, quark antiquark ?
    A quel niveau de la matière se dêroule l'annihilation?

  11. #10
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par law113 Voir le message
    Re-
    J'ai encore une petite question finalement..'-)

    Si on met en contact de la matière ordinaire (par exemple un alliage de métaux) avec son antimatière, qu'est ce qui réagit, finalement?
    Molécule contre antimolêcule, proton antiproton et electron positron, quark antiquark ?
    A quel niveau de la matière se dêroule l'annihilation?
    L'annihilation a lieu fondamentalement entre chaque particule élémentaire. Je pense que la section efficace doit être de l'ordre de la longueur d'onde de l'amplitude de la particule (quand les deux amplitudes se recouvrent la réaction a lieu avec une probabilité croissante avec le pourcentage de recouvrement).

    a+
    Parcours Etranges

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Salut,

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    L'annihilation a lieu fondamentalement entre chaque particule élémentaire.
    Et en tout premier lieu les cortèges électroniques - antiélectroniques je suppose. Suivi du reste (du moins si ce n'est pas "soufflé" par le début de l'explosion).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    law113

    Re : Antimatière

    merci gilgamesh et deedee..
    d'abord les électrons (logique finalement...puisque plus éloignés du noyau ?) puis les particules élémentaires...

    Edit :
    merci également à Hermillon et Vaincent !

    à vous tous, j'ai une réponse complète, ce qui est qd même exxxccceellent !
    Dernière modification par law113 ; 06/01/2011 à 17h13.

  14. #13
    law113

    Re : Antimatière

    si je suis vos réponses, dans une annihilation proton antiproton par exemple, ce sont en fait les quarks et antiquarks de chaque particule qui réagissent entre eux...

    ce qui me fait dire que les liens d'attraction (par la charge électrique) de chaque quark avec son antihomologue () sont plus puissants que la force nucléaire forte... puisque les quark de chaque proton préfèrent se séparer pour aller s'annihiler avec un antiquark passant par là...
    j'ai bon?
    je trouve ça qd même bizarre car il me semblait que la force nucléaire forte... était justement très forte....!

  15. #14
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par law113 Voir le message

    ce qui me fait dire que les liens d'attraction (par la charge électrique) de chaque quark avec son antihomologue () sont plus puissants que la force nucléaire forte... puisque les quark de chaque proton préfèrent se séparer pour aller s'annihiler avec un antiquark passant par là...
    j'ai bon?
    je trouve ça qd même bizarre car il me semblait que la force nucléaire forte... était justement très forte....!
    Non, il faut une collision proton-antiproton pour que l’annihilation ait lieu (la longueur d'onde de l'amplitude des quarks correspond en gros au diamètre du proton).

    a+
    Parcours Etranges

  16. #15
    Hermillon73
    Animateur Orientation

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par law113 Voir le message
    si je suis vos réponses, dans une annihilation proton antiproton par exemple, ce sont en fait les quarks et antiquarks de chaque particule qui réagissent entre eux...

    ce qui me fait dire que les liens d'attraction (par la charge électrique) de chaque quark avec son antihomologue () sont plus puissants que la force nucléaire forte... puisque les quark de chaque proton préfèrent se séparer pour aller s'annihiler avec un antiquark passant par là...
    j'ai bon?
    je trouve ça qd même bizarre car il me semblait que la force nucléaire forte... était justement très forte....!
    Bonsoir,

    Dans un collisionneur p pbar (proton antiproton), au niveau "elementaire" on a bien des collisions quark anti-quark. Les gluons portant une charge de couleur, l'annihilation est de type q qbar -> gluon -> autre paire q qbar. Les "debrits" des protons et anti protons incidents se rearrangent aussi. Et c'est bien l'interaction forte qui est en jeu. (Meme si q qbar -> photon* -> autre chose est possible, ou des "annihilations mixtes" mettant en jeu l'interaction forte et l'interaction electrofaible).

    Dans un collisionneurs protons - protons type LHC, vous avez d'abord du gluon-gluon ("collision" possible car, de nouveau, ils portent une charge de couleur), mais aussi du q qbar, en quantite moindre.

    Cordialement.

  17. #16
    Castitatis

    Re : Antimatière

    Bonsoir,

    Lors d'une collision neutron-antiproton, il y a annihilation des quarks ou pas?

  18. #17
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Salut,

    Citation Envoyé par Castitatis Voir le message
    Lors d'une collision neutron-antiproton, il y a annihilation des quarks ou pas?
    Partiellement oui.

    Un neutron peut se transformer en proton (désintégration beta).

    n -> p + électron + antineutrino

    on peut donc parfaitement avoir :
    n + pbar -> électron + antineutrino + les résidus de l'annihilation (des gammas plus éventuellements quelques particules légères).

    En tout cas il faut au moins avoir un électron pour porter la charge électrique de l'antiproton et un antineutron pour compenser la charge leptonique de l'électron.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  19. #18
    Hermillon73
    Animateur Orientation

    Re : Antimatière

    Bonjour,

    On peut imaginer ce type de collision avec un rayon cosmique (il y a quelques anti p dans le rayonnement cosmique).

    L'antiproton (pbar == ubar ubar dbar) va taper sur la haute atmosphere, et donc soit sur des p == uud ou des n == ddu. Certains quark et antiquark vont collisionner, s'annihiler et donner autre chose. Le reste de la collision peut se rearranger aussi. Resultat: une "pluie de particules" assez similaire a ce que vous auriez avec un collisionneur (sauf que les particules secondaires peuvent elles-meme "taper" quelque chose, ce qui fait que le resultat final est assez complique.)

    La desintegration du neutron est a la base le processus suivant:
    d --> u + W- --> u + e- + anti-nu
    (electrofaible)

    Cordialement.

  20. #19
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Merci de ces précisions.

    C'est vrai que je disais "quelques particules légères", sous-entendu "annihilation à faible énergie" (déjà aussi pour que la modification du neutron ait le temps de se faire, les processus d'interaction faible sont "lents").

    Mais la plus part des processus de ce type sont à haute énergie. Par exemple dans le LHC on fait se rencontrer proton et antiproton, et il n'y a pas juste un flash de gamma mais une gerbe énorme de particules qui peut même contenir des... protons et antiprotons !

    Petite digression pour se détendre :

    Ca me rappelle une veille bande dessinée que j'avais lu étant enfant. Un savant fabrique une machine capable de créer un double d'antimatière d'un être humain. Mais ils doivent faire attention de ne pas se rencontrer sinon "zapppp". Etant enfant, je n'avais pas tiqué sur le fait qu'une telle rencontre serait en réalité suffisante pour faire pêter un continent entier. Mais par contre je m'étais déjà posé la question de savoir pourquoi le double ne se déintégrait pas en touchant le reste puisqu'on est tous constitué de la même matière. Mais j'avais quand même bien aimé l'histoire (de mon souvenir, lointain, c'était Gil Jourdan).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  21. #20
    okert

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par Castitatis Voir le message
    Bonsoir,

    Lors d'une collision neutron-antiproton, il y a annihilation des quarks ou pas?

    En principe, s'il y a annihilation quark par quark, il devrait rester un une paire quark down-antiquark up. Deux saveurs de quarks différentes peuvent-elles s'annihiler mutuellement ?

    D'autre part, la collision devrait avoir lieu avec une très forte énergie pour vaincre la force nucléaire/interaction forte, contrairement à la collision électron-positron.

  22. #21
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Antimatière

    Citation Envoyé par okert Voir le message
    En principe, s'il y a annihilation quark par quark, il devrait rester un une paire quark down-antiquark up. Deux saveurs de quarks différentes peuvent-elles s'annihiler mutuellement ?
    Non, ne fut-ce qu'à cause des charges électriques différentes par exemple. D'où mon cht'tit électron qui reste dans mon exemple.

    Citation Envoyé par okert Voir le message
    D'autre part, la collision devrait avoir lieu avec une très forte énergie pour vaincre la force nucléaire/interaction forte, contrairement à la collision électron-positron.
    Heu.... Attend là. Un neutron et un antiproton ne se repoussent pas ! (par interaction forte) Suffit de les mettre l'un près de l'autre et PAF.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

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