Questions sur l'antimatière

[potatoes38]

Bonjour ,

J'ai quelques questions sur l'antimatière... Pour la matière on a une structure plutôt claire Quarks, électrons / Protons , neutrons / atomes / molécules mais du coup pour l'antimatière je sais ( je pense) qu'il y a les "Antis" , j'ai lu qu'on avait réussi à " créer" un antiatome l' Antihydrogène.

Donc techniquement il est possible d'avoir des antimolécules aussi ? Les anti de chaque "espèces" peuvent t'il ce combiné comme "notre" matière ?

ps : je ne sais pas si l'antimatière dépend de la physique ou de la chimie.. ? ( pas sur d'être dans le bon forum !)

Merci d'avance.
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[coussin]

Oui, tout est symétrique. On peut avoir des anti-atomes, anti-molécules, anti-pomme, anti-voiture, etc

[potatoes38]

Oui, tout est symétrique. On peut avoir des anti-atomes, anti-molécules, anti-pomme, anti-voiture, etc

Merci pour le retour J'ai du coup d'autres questions pour la matière et l'énergie l'équation E=MC2 donc l'Energie peut se transformer en matière et vice-versa, c'est pareil pour l'antimatière ? Peut t'on trouver de l'antimatière dans l'univers à l'état " naturel" ?

[Deedee81]

Salut,

+1 avec coussin mais rappelons que matière + antimatière : zaaaap (ou boum, ça s'annihile).
Donc l'antimatière est très difficile à conserver.

On créer facilement des particules d'antimatière (anti-protons, positrons, etc....). C'est beaucoup plus délicat de fabriquer des anti-atomes, même si c'est devenu assez abordable (au moins pour l'anti-hydrogène). Mais on est loin de savoir fabriquer des atomes plus lourd ou des molécules.

[A voir en vidéo sur Futura]

[potatoes38]

Salut,

+1 avec coussin mais rappelons que matière + antimatière : zaaaap (ou boum, ça s'annihile).
Donc l'antimatière est très difficile à conserver.

On créer facilement des particules d'antimatière (anti-protons, positrons, etc....). C'est beaucoup plus délicat de fabriquer des anti-atomes, même si c'est devenu assez abordable (au moins pour l'anti-hydrogène). Mais on est loin de savoir fabriquer des atomes plus lourd ou des molécules.

Merci du retour , quand la matière et l'antimatière se rencontrent et s'annihile il y a un dégagement d'énergie ?

[penthode]

beaucoup

c'est le E=MC2 de tonton Albert sans aucune perte

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement bienvenu, car complémentaire, avec penthode

Merci du retour , quand la matière et l'antimatière se rencontrent et s'annihile il y a un dégagement d'énergie ?

Oui. Par exemple l'électron et le positron s'annihilent pour donner deux ou trois photons (au moins à faible vitesse, dans les collisions à très haute énergie c'est autre chose). Ces photons sont très énergétiques, dans le domaine du rayonnement gamma.

Le proton et l'antiproton idem et même encore plus d'énergie car la masse des protons c'est mille fois la masse des électrons. Bien qu'ici ça ne donne pas directement des photons mais plutôt des particules un peu plus lourde comme des pions (mésons pi) mais ils sont instables donc au final après quelques étapes (rapides) on aura un flot de photons.

[potatoes38]

beaucoup

c'est le E=MC2 de tonton Albert sans aucune perte

Merci , mais du coup E=MC2 l'Energie se transforme en matière et vice versa.. Du coup d'où vient l'antimatière ?

[potatoes38]

Salut,

EDIT croisement bienvenu, car complémentaire, avec penthode



Oui. Par exemple l'électron et le positron s'annihilent pour donner deux ou trois photons (au moins à faible vitesse, dans les collisions à très haute énergie c'est autre chose). Ces photons sont très énergétiques, dans le domaine du rayonnement gamma.

Le proton et l'antiproton idem et même encore plus d'énergie car la masse des protons c'est mille fois la masse des électrons. Bien qu'ici ça ne donne pas directement des photons mais plutôt des particules un peu plus lourde comme des pions (mésons pi) mais ils sont instables donc au final après quelques étapes (rapides) on aura un flot de photons.

Ah super merci du complément !

[Deedee81]

Merci , mais du coup E=MC2 l'Energie se transforme en matière et vice versa.. Du coup d'où vient l'antimatière ?

Dans des collisions très violentes apportant beaucoup d'énergie (sous forme d'énergie cinétique).

Par exemple le choc très violent de deux électrons peut créer un électron et un positron. Il existe aussi quelque cas de radioactivité avec émission de positrons (radioactivité dite bêta plus).

[potatoes38]

Merci à tous pour vos retour c'est beaucoup plus clair pour moi désormais !

[Hermillon73]

Peut t'on trouver de l'antimatière dans l'univers à l'état " naturel" ?

Bonjour,

Un peu (anti-électrons ou positons, anti-protons) dans le rayonnement cosmique (mais 98%, c'est des protons, particules alpha, électrons).

Un peu dans votre corps (le potassium 40 est émetteur d'antiélectrons, 2 ou 3 par minute)

Des émetteurs d'antiélectrons dans l'atmosphère (_6^11)C, (_7^13)N, (_8^15)O, (_11^22)Na, (_13^26)Al, (_17^34m)Cl (par réaction proton cosmique sur noyau, et aussi un peu les essais nucléaires)

Un peu (toujours des antiélectrons !) par créations de paire dans les nuages d'orages (pré-accélération d'un électron dans le champ électrique, rayonnement bremsstrahlung péchu, puis création de paires e+ e- ; ou production azote 13 ;


Meilleurs voeux.

[Deedee81]

Salut,

Tiens, un "détail" mais sans doute intéressant :
Dans le flux de neutrinos en provenance du Soleil ou de l'espace, il y a essentiellement des.... antineutrinos !
Mais :

- Les interactions des neutrinos sont extrêmement faibles car il n'interagissent que via l'interaction... faible... justement (et la gravité, encore plus faible en fait). Et en particulier il est totalement exclut de détecter une diffusion neutrino - neutrino ou une annihilation neutrino - antineutrino. Ce n'est pas impossible, juste hautement improbable. Des neutrinos et des antineutrinos peuvent se croiser par milliards avant que l'un d'entre-eux dise "ah tiens un copain, je vais lui dire bonjour"
- En réalité on n'est pas sûr que l'antineutrino soit différent. Il pourrait être sa propre anti-particule (à l'hélicité près). C'est théoriquement possible (on parle de neutrinos de Majorana pas opposition aux neutrinos de Dirac). Un moyen de le savoir est la détection ou non de "doubles désintégration radioactive bêta" sans émission de neutrinos. Mais ces derniers étant extrêmement difficiles à détecter, les mesures sont ardues et la question n'est pas encore tranchée.
- Les détections de neutrinos se faisant par diffusion (électrons - neutrinos) cela ne permet pas de distinguer neutrinos et antineutrinos

Donc l'antimatière est elle abondante dans la nature ? Oui mais uniquement celle qu'on ne peut pas détecter facilement (sinon zaaaap boum)

[stefjm]

h/p donne la longueur d'onde associée et qui dit onde dit déphasage.

[Deedee81]

Salut,

h/p donne la longueur d'onde associée et qui dit onde dit déphasage.

A quoi réponds-tu ? On ne parlait pas d'onde ou de déphasage ???? (est-ce que tu ne te serais pas trompé de discussion ? Si oui, je peux déplacer évidemment)

[stefjm]

Dès qu'on parle de matière, il y a potentiellement modèle ondulatoire, puisqu'interférences possibles. La matière et l'antimatière font de belles interférences (boom?) et la question à 10 sous est sur le déphasage de la fonction d'onde entre matière et antimatière.
Une idée de la valeur?
Une préférence pour l'opposition de phase ou la quadrature?

[Deedee81]

D'accord je comprend mieux le sens de ton intervention.

Dès qu'on parle de matière, il y a potentiellement modèle ondulatoire, puisqu'interférences possibles. La matière et l'antimatière font de belles interférences (boom?)

Ah non ! Il n'y a pas d'interférences !!! Enfin, pas plus que matière avec matière comme dans une expérience de Young. Il s'agit ici bel et bien d'interaction (dans le même sens que l'interaction électromagnétique entre deux électrons qui se repoussent) avec création de nouvelles particules (photons, pions, etc... tout dépend de l'énergie disponible).

et la question à 10 sous est sur le déphasage de la fonction d'onde entre matière et antimatière.
Une idée de la valeur?

Le même qu'entre matière et matière : quelconque, tout dépend de chaque "ondicule" pour employer ce vieux terme

[Deedee81]

Il s'agit ici bel et bien d'interaction avec création de nouvelles particules

Pour le dire autrement : c'est beaucoup plus complexe (d'un point de vue théorique). La mécanique quantique "ordinaire" ne peut décrire un tel phénomène, il faut la théorie quantique des champs. Donc, une formulation quantique et ondulatoire reste indispensable mais ça va bien plus loin. Un simple phénomène d'interférence peut se décrire avec un lagrangien (outil de prédilection en TQC) de particule libre, mais ici ce qui intervient est le terme d'interaction qui est typiquement non linéaire. On a des termes "cinétiques" du style grad champ * grad champ, des termes de masse du style m * champ², et des termes d'interaction en champ au cube ou puissance quatre mixant généralement plusieurs types de champs, quelques exemples ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...ues_des_champs
(ce n'est pas très différent de la physique des champs classiques, la quantification n'intervient qu'après : les champs sont promus en opérateurs avec règle de quantification canonique par exemple. Donc si on connait la mécanique analytique c'est assez simple à comprendre, enfin, avant quantification !!!)

[stefjm]

Bah voilà, je suis noyé...
J'va relire.

[Deedee81]

Bah voilà, je suis noyé...
J'va relire.

On a souvent discuté..... mais je ne sais plus si tu maitrise bien la mécanique analytique ??? Si oui ce que j'ai expliqué ne devrait pas être très difficile (on peut faire "presque" abstraction de la partie quantique sauf pour la partie ondulatoire qui est le fond du problème ici mais la physique ondulatoire existe aussi au niveau classique donc akuna matata). Même si la plupart des physiciens/ingénieurs ont plus l'habitude de l'hamiltonien que du lagrangien (mais la différence entre les deux n'est pas transcendantale)

[Sethy]

Merci , mais du coup E=MC2 l'Energie se transforme en matière et vice versa.. Du coup d'où vient l'antimatière ?

Je pense qu'il y a une confusion induite par les termes "matières" et "anti-matière". L'anti-matière est bel et bien de la "matière". Une positron seul (anti-électron) pourrait vivre une éternité s'il ne rencontrait jamais d'électron pour s'annihilier.

Dans la formule E = MC2, M représente la masse de matière et d'anti-matière. S'il y a annihilation d'un électron (9e-31 kg) et un positron (anti-électron) qui a bien évidemment exactement la même masse que l'électron (seul le signe de la charge change), il faut bien écrire E = 2 x 9e-31 x c2.

D'autre part (et sur ce point je précise que je marche sur des oeufs), la question de savoir "pourquoi" (on se comprend) notre univers semble (?) majoritairement composé de matière est à mon avis toujours ouverte.

[Deedee81]

Salut,

Ce sont de bonnes remarques car qu'est qu'une antiparticule ? Rien d'autre qu'une bête particule. En fait la seule chose qui change c'est les charges. Toutes les charges sont inversées : la charge électrique mais aussi les autres (charge faible, de couleur, leptonique, etc.) et rien d'autre (enfin, si, en toute rigueur le spin aussi mais ça n'a d'importance que pour le neutrino qui est chiral). Et d'ailleurs dans certains cas la distinction est purement arbitraire, ainsi les mésons pi + et -, ou les mésons K + et - (et même le K0 et le K0bars électriquement neutres) qui sont antiparticules l'un de l'autre mais on ne parle pas d'antimatière en soit car il n'y pas de liens avec la distinction matière/antimatière habituels (protons, électrons).

Je confirme aussi que la dominance de la matière n'est pas encore comprise. Il n'y a que trois possibilités :
- Le plus exotique : l'antimatière est ailleurs (loin de l'univers observable ou dans un autre univers d'un multivers), non réfutable en l'état donc rarement apprécié des théoriciens
- Le plus frustrant : c'est comme ça depuis toujours (que l'univers ait une origine en T=0 ou qu'il y ait eut un prébig bang), soit le hasard (beeeeek) soit lié à une loi physique mais rien dans les théories connues mêmes spéculatives (cordes, boucles, ou autre) ne va dans ce sens.
- Le plus apprécié (ce qui n'est pas une preuve) : une asymétrie. https://fr.wikipedia.org/wiki/Conditions_de_Sakharov

[stefjm]

Il n'y a que trois possibilités :

Tu veux dire envisagé actuellement?
Je ne vois pas d'où sort ce 3 limitatif.

[Deedee81]

Tu veux dire envisagé actuellement?
Je ne vois pas d'où sort ce 3 limitatif.

3 logiques mais il n'est pas exclut qu'il y ait d'autres possibilités (bien que je vois mal autre chose que "ailleurs - inchangé - changement")

EDIT j'ai d'ailleurs ma propre idée (inclue dans le deuxième point) mais théorie personnelle, je préfère ne pas en parler

[coussin]

Une hypothèse est également que matière et antimatière se repoussent via l'interaction gravitationnelle. Il se serait alors formé des univers-bulles de matière et antimatière séparés.
Je cite juste cette hypothèse, je ne souscris pas

[Deedee81]

Salut,

Une hypothèse est également que matière et antimatière se repoussent via l'interaction gravitationnelle. Il se serait alors formé des univers-bulles de matière et antimatière séparés.
Je cite juste cette hypothèse, je ne souscris pas

Non, tu fais bien, c'est une des idées fréquemment citées.

je ne souscris pas non plus (même à l'antimatière antigravitante) pour des raisons diverses et variées (c'est à caser dans la partie "exotique" car c'est bien le cas d'un "ailleurs" et en outre une répulsion ne suffit pas pour une telle discrimination, les modèles de ce type sont extrêmement spéculatif). Mais comme ce rejet est une affaire d'opinion.... ça mérite d'être cité.

A noter qu'AEGIS devrait trancher..... en fait, ça devrait même être déjà fait car au début 2020 les derniers verrous technologiques étaient franchis mais...... coronavirus oblige, tout à pris du retard.

[potatoes38]

Je pense qu'il y a une confusion induite par les termes "matières" et "anti-matière". L'anti-matière est bel et bien de la "matière". Une positron seul (anti-électron) pourrait vivre une éternité s'il ne rencontrait jamais d'électron pour s'annihilier.

Dans la formule E = MC2, M représente la masse de matière et d'anti-matière. S'il y a annihilation d'un électron (9e-31 kg) et un positron (anti-électron) qui a bien évidemment exactement la même masse que l'électron (seul le signe de la charge change), il faut bien écrire E = 2 x 9e-31 x c2.

D'autre part (et sur ce point je précise que je marche sur des oeufs), la question de savoir "pourquoi" (on se comprend) notre univers semble (?) majoritairement composé de matière est à mon avis toujours ouverte.

Ah oui ! Merci pour cette précision également.